الاتجاهات المستقبلية في تكنولوجيا شحن البطاريات

كل يوم ، المزيد والمزيد من الأشياء التي نستخدمها على أساس يومي تستخدم البطاريات. بلغ السوق العالمي للبطاريات في عام 2014 ما قيمته 83 مليار دولار ، ووفقًا لبحث من مجموعة فريدونيا ، ستنمو بمعدل نمو سنوي مركب قدره 7.8 في المائة حتى عام 2019 مع استمرار انتشار الأجهزة. تشكل بطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الشحن الجزء الأكبر ، وسيكون نمو السوق مدفوعًا إلى حد كبير بالسيارات الهجينة والكهربائية وبطاريات الأجهزة الإلكترونية.

 

مع زيادة الحاجة إلى البطاريات ، يواصل مهندسونا في Epec Engineered Technologies البحث عن بطاريات وشحن أصغر وأكثر أمانًا وأطول أمداً. تشمل الإنجازات الأخيرة بطاريات الليثيوم الهوائية والأكسجين الليثيوم والباريوم تيتانت والبطاريات ثنائية الكربون.

 

يعمل العلم بجد على طرق الشحن الجديدة كما هو الحال في البطاريات الجديدة. فيما يلي بعض أحدث التقنيات التي نتبعها وكيف يمكن أن تؤثر على مستقبل الأجهزة المحمولة.

 

 

طاقة شمسية

تحصل الطاقة الشمسية على الكثير من الضغط كوسيلة لتقليل تكلفة التدفئة وإضاءة المنازل والمكاتب ، ولكنها تعمل أيضًا بشكل جيد لتشغيل الأجهزة الصغيرة في كل شيء بدءًا من الأجهزة الطبية وظلال النوافذ التي يتم التحكم فيها عن بُعد وحتى شاشات العرض في المتجر.

 

الفوتونات هي الجسيمات الذرية الفرعية الرئيسية في الضوء. لديهم قوة كافية لدفع الإلكترونات من مدارهم في ذرات السيليكون. عندما تتحرك الإلكترونات النازحة ، فإنها تخلق جانبًا موجبًا وجانبًا للخلية الكهروضوئية ، والتي تحتوي أيضًا على البورون والفوسفور لامتصاص الإلكترونات النازحة. ينتج تدفق الإلكترونات الكهرباء.

 

كانت الخلايا الكهروضوئية كبيرة جدًا وغير فعالة ، ولكن يمكن الآن جعلها أصغر حجمًا وأخف وزنًا وأكثر مرونة. يمكنهم حتى توليد الكهرباء باستخدام ضوء ضعيف نسبيًا من طاولة أو مصباح مكتبي. يمكنك العثور على شواحن تعمل بالطاقة الشمسية في متاجر سلع التخييم وفي الملابس وفي الأجهزة الإلكترونية عالية التقنية.

 

تشتمل الكثير من حقائب الظهر على ألواح شمسية على الحقيبة مع قنوات سلكية أو منافذ USB لتوصيل الأجهزة بحيث تظل مشحونة أثناء السفر. هناك أيضًا مجموعة كاملة من أجهزة الشحن الشمسية القابلة للطي خفيفة الوزن والقادرة على شحن أجهزة متعددة في نفس الوقت.

 

الشحن بالطاقة الشمسية ليس فقط للمسافرين. لدى Logitech مجموعة من ملحقات الكمبيوتر التي تعمل بالطاقة الشمسية والتي تعمل لاسلكيًا ويمكن شحنها بسهولة في إضاءة الغرفة النموذجية. هذه التقنية مفيدة بشكل خاص في التطبيقات الطبية حيث يمكن شحن الأجهزة باستخدام إضاءة الغرفة وبالتالي توفير الكهرباء.

 

في CES 2016 ، تضمنت الابتكارات التي تعمل بالطاقة الشمسية كاميرا جديدة من ACTIVEON ومصباح يعمل بالطاقة الشمسية من SECUR.

قوة الرياح

لإنتاج الطاقة للشحن ، تقوم توربينات الرياح بتشغيل مولد مغناطيسي دائم متصل ببنك البطارية من خلال مقوم. تم استخدام طاقة الرياح لتوفير الطاقة للقوارب والأنظمة البحرية. يوجد أيضًا شاحن محمول للرياح مصمم لتشغيل الهواتف المحمولة والأجهزة المحمولة للمسافرين. شاحن الرياح Trinity عبارة عن أنبوب يبلغ طوله حوالي قدم. تطوى الشفرات والأرجل في الأنبوب عندما لا يكون قيد الاستخدام ، مما يجعله مناسبًا للحمل. سهل الإعداد ، يمكنه تخزين طاقة كافية لشحن الهاتف المحمول من أربع إلى ست مرات. يمكنك حتى تخطي البطارية وربط هاتفك مباشرة بالشاحن. إن Gotwind و PowerTraveler PowerMonkey هما جهازان متشابهان على الرغم من اختلافهما في الشكل. يحتوي PowerMonkey على حامل اختياري لتوصيله بالدراجات. يبلغ طوله 3.5 بوصة فقط ويزن حوالي 10 أونصات.

 

Hymini هو جهاز هجين يستخدم كلاً من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح للشحن ، ويمكنك حتى تشغيله يدويًا لشحنه إذا لم يكن لديك رياح أو شمس. جهاز Hymini صغير بما يكفي لتثبيته في ملابسك أو إمساكه بيدك ، وهو يأتي مع مجموعة متنوعة من المحولات للأجهزة المختلفة.

 

يبرز المولد الصغير Windbeam الحاصل على براءة اختراع لشركة Zephyr Energy Corporation باعتباره تقنية فريدة مناسبة تمامًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات. على عكس توربينات الرياح ، لا تعتمد Windbeam على شفرات دوارة لإعادة شحن البطاريات وتشغيل الأجهزة الإلكترونية.

 

يتكون مولد Windbeam من شعاع خفيف الوزن معلق بواسطة نوابض طويلة الأمد داخل إطار خارجي. يتأرجح الشعاع بسرعة عند تعرضه لتدفق الهواء بسبب تأثيرات العديد من ظواهر تدفق السوائل. تقوم مجموعة المولد الخطي بتحويل حركة الحزمة المتذبذبة إلى طاقة كهربائية قابلة للاستخدام. يؤدي نقص المحامل والتروس إلى القضاء على عدم الكفاءة والضوضاء الاحتكاكية. يسمح التصميم الجديد لشعاع الرياح بالعمل بصمت في سرعات رياح منخفضة تصل إلى 2 ميل في الساعة. يمكن أن يعمل المولد في بيئات منخفضة الإضاءة غير مناسبة للألواح الشمسية (مثل قنوات HVAC / العادم وعادم التبريد التجاري) وهو غير مكلف بسبب المكونات منخفضة التكلفة والبناء البسيط. يمكن تحسين التكنولوجيا القابلة للتطوير لتلبية متطلبات الطاقة وقيود التصميم لمجموعة واسعة من التطبيقات.

 

هذه التقنية مثيرة للاهتمام بشكل خاص لأنها يمكن أن تأخذ العادم أو الطاقة الزائدة من العمليات وتحويلها إلى طاقة ، مما يجعل النظام بأكمله أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.

 

 

الطاقة المائية

تستخدم الطاقة المائية الطاقة من تدفق المياه لتوليد الكهرباء. عادة ما يكون موقعًا محددًا جدًا نظرًا لأنه لا يمكنك حمل تيار من الماء معك. ومع ذلك ، حلت مدينة سيول هذه المشكلة عندما قامت بتركيب سلسلة من محطات الشحن التي تعمل بالطاقة المائية مدفوعة بالتوربينات لشحن كميات كبيرة من الأجهزة المحمولة لمواطنيها وزوارها أثناء التنقل. تستغرق محطات الشحن هذه في كوريا من ساعتين إلى ثلاث ساعات لشحن هاتف محمول.

 

يعد الشحن بالطاقة المائية بطبيعته أكثر ملاءمة للتطبيقات الثابتة ، ولكن يمكن استخدامه لشحن حزمة بطارية تكون أكثر قابلية للحمل. الطاقة المائية مفيدة جدًا للقوارب والتطبيقات البحرية ، بما في ذلك المعدات العلمية المستخدمة لدراسة الحياة البحرية.

 

على الرغم من أن مصدر المياه ثابت ، يمكن أن يكون الشاحن محمولًا بما يكفي لإيصاله إلى الماء. مولد الطاقة الكهرومائية Blue Freedom صغير وخفيف الوزن بما يكفي ليناسب حقيبة ظهر للمعسكر والمتنزهين. عند إلقاء التوربين في الماء ، يولد الكهرباء المخزنة في البطارية المرفقة. تولد الساعة في الماء حوالي عشر ساعات من وقت التحدث للهاتف المحمول ، وفقًا لما ذكرته الشركة المصنعة.

شحن الاحتكاك

يثير الاحتكاك الإلكترونات ويجعلها تتحرك بين الأشياء وتولد الكهرباء. تتعرض للكهرباء الناتجة عن الاحتكاك عندما تتلقى صدمة كهروستاتيكية من المشي على السجاد أو عندما يقف شعرك على نهايته بعد سحب سترة فوق رأسك.

 

طور باحثون في Georgia Tech مؤخرًا طريقة شحن مدعومة بفرك قطعتين من المواد معًا. قطعة واحدة معدنية والأخرى من البلاستيك الخاص. كلاهما مغطى بجسيمات نانوية لزيادة مساحة السطح وخلق المزيد من الاحتكاك. يمكن ارتداء المواد الناتجة في الملابس أو الأحذية وتوليد الكهرباء دون أي جهد إضافي يتجاوز الحركة العادية.

 

تحمل رسوم الاحتكاك آثارًا هائلة على العالم الحقيقي. يمكن تسخير الإجراءات اليومية للتفاعل مع أجهزتنا – الضرب والنقر والتمرير ، على سبيل المثال – لشحن البطارية. قد يؤدي احتكاك الجهاز بملابسنا في الجيب أو المحفظة إلى إبقاء الأجهزة مشحونة بالكامل. سيكون لدى الغرسات الطبية بطاريات مشحونة بشكل دائم فقط من الحركات العادية للحياة اليومية.

 

يستخدم الشحن ثلاثي السكون ، وهو الاسم العلمي لشحن الاحتكاك ، في التطبيقات الصناعية مثل الرسم. يجذب السطح المشحون سالبًا جزيئات الطلاء موجبة الشحنة ، مما يؤدي إلى طلاء أسرع وأكثر تساويًا. ينطبق نفس المبدأ على مسحوق الطلاء مثل مواد التشحيم الجافة.

 

قدمت AMPware شاحنًا يدويًا في CES 2016. حوالي خمس دقائق من تدوير المقبض القابل للطي يعمل على تشغيل iPhone 6 لمدة ساعة تقريبًا. تم تضمين الكرنك في علبة خاصة ، مما يجعل الشاحن مناسبًا للحمل والاستخدام.

 

يستخدم AMPYMove ، الذي تم تقديمه في CES 2016 ، حركة أنشطتك اليومية لتوليد الكهرباء التي يخزنها لشحن الأجهزة لاحقًا. AMPYmove هو أيضًا متتبع لياقة بدنية متقدم تقنيًا بنظام حوافز فريد. كلما حركت المزيد من الطاقة التي تحصل عليها لتشغيل أجهزتك.

 

 

استنتاج

إن اعتمادنا على الأجهزة التي نستخدمها كل يوم ليس على وشك التغيير ، ولكن التكنولوجيا التي نستخدمها لإبقائها قيد التشغيل تتطور بسرعة. تعمل Epec بشكل وثيق مع رواد تكنولوجيا الصناعة مثل Texas Instruments (TI) و Linear Technologies عندما يبدؤون في تطوير الجيل التالي من الدوائر المتكاملة (IC) التي ستسمح لنا بدمج هذه التقنيات الجديدة في تصميمات التطبيقات لدينا. يتيح حصاد الطاقة باستخدام تقنية TI المتقدمة تطوير الأنظمة التي تستخرج وتدير طاقة النانو من مجموعة متنوعة من المصادر مثل الطاقة الشمسية والكهربائية الحرارية والكهرومغناطيسية وطاقة الاهتزاز. من المستشعرات التي تعمل بالطاقة الشمسية للمراقبة اللاسلكية للمصانع أو المزارع إلى استخدام حرارة الجسم لتشغيل أجهزة الاستشعار في المعدات الطبية واللياقة البدنية ، تعمل TI على إنشاء نظام بيئي كامل للمصممين.

 

ستكون الأنواع الجديدة من البطاريات والطرق الجديدة لتسخير الطاقة الطبيعية في العالم من حولنا هي الطريقة التالية للحفاظ على شحن البطاريات كل يوم. ستواصل Epec الاستثمار في البحث والتطوير في أحدث اتجاهات طاقة البطارية لمنح عملائنا أفضل الخيارات لتطبيقهم.

قد يعجبك ايضا
نحن نستخدم ملفات تعريف الارتباط لنمنحك أفضل تجربة ممكنة على موقعنا. بالمتابعة في استخدام هذا الموقع، فإنك توافق على استخدامنا لملفات تعريف الارتباط.
قبول
سياسة الخصوصية