解決可穿戴設備續航——摩擦生電DuangDuang登場!
發布時間:2015-08-18 責任編輯:echolady
【導讀】眼下可穿戴設備市shi場chang正zheng如ru日ri中zhong天tian,但dan是shi可ke穿chuan戴dai設she備bei的de續xu航hang問wen題ti卻que是shi阻zu礙ai市shi場chang發fa展zhan的de一yi個ge脈mai門men。為wei了le隨sui時shi隨sui地di為wei穿chuan戴dai者zhe續xu航hang充chong電dian,專zhuan家jia組zu從cong摩mo擦ca生sheng電dian展zhan開kai聯lian想xiang,終zhong於yu摩mo擦ca生sheng電dian奈nai米mi發fa電dian機ji的de技ji術shu得de研yan究jiu計ji劃hua完wan美mei告gao破po。
根據市場研究機構IDC的報告,在2014年,穿戴式裝置(基本型及智能型)的市場出貨量約1,960萬台,在2015年,預估出貨量將成長至4,570萬台,至2019年更上看1.26億台,而這五年的年平均複合成長率高達45.1%。
在初期,人們對高科技產品的嚐鮮及炫耀心理所建構出的消費行為,以及,以商品實用性甚至是必需品為導向的長期市場需求;而大家都很清楚的是,“實用性”才是穿戴式裝置商品能夠屹立不搖、生生不息的保證。
穿戴式裝置的“實用性”指針,除了功能(function)之外,最為重要的就是“續航力”了。以目前最夯的AppleWatch來說,每天晚上都得脫下來充一下電,消費者已經稍嫌麻煩了,若是24小時監測的醫療照護穿戴裝置,也需要每天脫下來充電才能續用,這種東西的實用性已經被大打折扣了。
以目前的產品表現來說,電池續航力的確是穿戴式裝置市場成長的一大罩門。
要提升穿戴式裝置的續航力,可以從二方麵著手,一是設計極低耗電的傳感器、處理器、通訊模塊等組件,以及優化係統的電源管理;二是改良電池技術。
相xiang較jiao於yu半ban導dao體ti組zu件jian設she計ji所suo獲huo得de的de改gai良liang進jin展zhan,電dian池chi技ji術shu則ze麵mian臨lin更geng多duo的de挑tiao戰zhan。現xian今jin廠chang商shang不bu僅jin要yao研yan發fa出chu續xu航hang力li超chao強qiang而er且qie體ti積ji又you小xiao的de電dian池chi,最zui好hao還hai能neng讓rang電dian池chi具ju備bei可ke撓nao的de特te性xing,以yi搭da配pei各ge種zhong型xing態tai的de穿chuan戴dai式shi裝zhuang置zhi;而(er)在(zai)未(wei)來(lai),智(zhi)能(neng)型(xing)穿(chuan)戴(dai)式(shi)裝(zhuang)置(zhi)的(de)功(gong)能(neng)勢(shi)必(bi)更(geng)加(jia)強(qiang)大(da),這(zhe)也(ye)意(yi)味(wei)著(zhe)裝(zhuang)置(zhi)內(nei)含(han)的(de)組(zu)件(jian)將(jiang)會(hui)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo),結(jie)果(guo)就(jiu)是(shi)耗(hao)電(dian)量(liang)將(jiang)隻(zhi)會(hui)增(zeng)不(bu)會(hui)減(jian),因(yin)此(ci),電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)就(jiu)必(bi)需(xu)要(yao)有(you)重(zhong)大(da)的(de)突(tu)破(po)才(cai)能(neng)未(wei)雨(yu)綢(chou)繆(mou)。
延長穿戴式裝置的續航力,除了等待新電池技術的支持之外,還可以透過“改變充電的方式”讓使用者“有感”,例如,具備(遠距)無線充電功能的穿戴式裝置,就可以在“不必脫下”的情況下隨時充電,永遠turnon,但前提是需配合無線充電發射器的裝設位置;若是依照“能量采集”(EnergyHarvesting)的原理,將穿戴者本身產生的動能(擺動、摩擦)轉換成電能來供電,則可以隨時隨地將電池充飽,而且也沒有充電位置的限製,因此,穿戴式裝置就可以全年無休的為您服務了。
雖然能量采集的技術仍在研究階段,但已有令人矚目的突破進展,例如,美國喬治亞理工學院的王中林教授(Prof.ZhongLinWang)及其團隊利用“摩擦生電效應”(TriboelectricEffect),以及“靜電感應”(ElectrostaticInduction)原理所設計出的摩擦生電奈米發電機(TriboelectricNanogenerator;TENG)就是很好的例子,該團隊在此研究議題上所獲得的成果,已將單位麵積發電密度(AreaPowerDensity)提升到1,200W/m2,能量轉換效率(EnergyConversionEfficiency)也高達50%~80%,所提供的電量甚至可以點亮1,000顆綠光LED組件

“nenggouchanshengdaliangdianhedeshuchuqujueyumocabiaomiandexingzhi。zaijuhewubomodebiaomianshangcaiyongnaimicailiaodetuanzengjialepiancaidejiechumianji,chanshengdedianlikeyiyoushangqianbeidechayi”,所以為了增加接觸麵積,薄膜表麵通常會設計成密布的鋸齒、顆粒或長刷狀等等。
在當初開始研究TENG時shi,其qi目mu標biao就jiu是shi為wei了le要yao對dui傳chuan感gan器qi網wang絡luo中zhong的de小xiao型xing電dian子zi組zu件jian提ti供gong電dian源yuan,而er研yan發fa至zhi今jin,已yi證zheng實shi摩mo擦ca生sheng電dian奈nai米mi發fa電dian機ji不bu僅jin能neng攫jue取qu小xiao尺chi度du的de能neng量liang,也ye能neng收shou集ji大da規gui模mo的de能neng量liang,例li如ru流liu水shui、雨滴、海浪等等自然能量。
ruguomocashengdiannaimifadianjidejishuzaiweilaikeyidadaoshangyehuadebiaozhun,name,chuandaizhejiukeyisuishisuidiweizijidezhuangzhichongdian,erchuandaishizhuangzhijiukeyibuzaixuyaoyidakededianchilaiyanchangxuhanglile。
suiranmocashengdiannaimifadianjidejishufazhan,bulunshiyongyurentidongnengcaiji,huoshiyongyuziranfengyudenengliangcaiji,jiangjixumianduixuduowushiwentidetiaozhan,lirucailiaodewendingdu、長期摩擦後的磨損率、高電壓低電流的電源管理技術、能量儲存技術、封裝、連lian接jie或huo整zheng合he至zhi裝zhuang置zhi等deng等deng問wen題ti,但dan不bu可ke否fou認ren的de是shi,我wo們men習xi以yi為wei常chang的de摩mo擦ca生sheng電dian現xian象xiang,竟jing也ye有you如ru此ci實shi用yong的de潛qian力li,微wei小xiao的de能neng量liang彙hui聚ju之zhi後hou也ye有you巨ju大da的de用yong處chu,未wei來lai還hai會hui發fa展zhan到dao什shen麼me樣yang的de境jing界jie呢ne?
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