高性能混合纳米发电机用于自动供电的无线多传感微系统
Dan-Liang Wen1, Peng Huang1, Hai-Tao Deng1
1School of Integrated Circuit Science and Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu, 611731 China.
Microsystems & nanoengineering
|July 24, 2023
概括
研究人员开发了一种混合纳米发电机 (TEHNG),用于为自动供电的物联网 (IoT) 系统收集机械能量. 这种可持续的电源解决方案可以为分布式物联网设备实现连续的无线传感和数据传输.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 收集能源的技术 收集能源的技术
- 物联网 (IoT) 系统 物联网 (IoT) 系统
背景情况:
- 无线传感器网络节点是可穿戴设备,消费电子产品和工业应用中必不可少的组件,构成了物联网 (IoT) 的支柱.
- 对于无人监督,分布式物联网系统的可持续和无污染电源的需求越来越大,推动了对先进电力技术的研究.
研究的目的:
- 开发一台高性能 triboelectric-electromagnetic混合纳米发电机 (TEHNG),用于分布式物联网系统的可靠,无人监督的电源供应.
- 将TEHNG与电源管理,储能,信号处理和微控制器集成,以创建一个自动供电的集成微系统.
主要方法:
- 开发一种 triboelectric-electromagnetic混合纳米发电机 (TEHNG),其中包括材料优化,配置优化和金字塔微观结构设计.
- 与TEHNG集成电源管理,储能,传感信号处理模块和微控制器单元.
- 构建一个包括TEHNG,集成电路,温度,压力和紫外线传感器在内的全集无线多传感器微系统.
主要成果:
- 开发的TEHNG通过优化设计和材料实施实现了21.8mW的高负载功率输出.
- 集成微系统证明了使用TEHNG作为唯一动力源的连续,自动供电的操作.
- 该系统成功地对环境变量进行了实时传感,并向终端进行了无线数据传输.
结论:
- 高性能TEHNG为自动供电物联网设备提供可持续和可靠的电源解决方案.
- 集成的无线多感应微系统展示了物联网领域中各种应用的巨大潜力.
- 这项工作推动了自给自足的微系统的发展,减少了对物联网部署传统电源的依赖.


