Энерго эффективность

Специалисты отмечают, что новый чип вполне может черпать энергию от перемещения частей тела человека (изображение: energysafe.ru)

Ученые Массачусетского технологического института (MIT) разработали новый автономный электронный чип. Это открытие может ознаменовать собой первый важный шаг на пути к созданию систем, которые полностью лишены батарей. Мощный чип может работать за счет очень малого объема энергии, которую устройство самостоятельно собирает из различных возобновляемых источников - солнечного света, тепла и механических колебаний. Устройство переходит в офлайн, если подача энергии прекращается.

Во главе команды ученых, которая разработала новый чип, стоит профессор MIT Ананта Чандракасан, который описал продукт в издании IEEE Journal of Solid-State Circuits. Он подчеркнул, что цель команды состояла в создании чипа, который способен эффективно использовать несколько источников энергии в одно и то же время.

Сочетание всех этих переменчивых источников энергии требует присутствия сложной системы управления. Каждый источник требует персональной схемы управления с учетом конкретных требований. Например, модули для сбора тепловой энергии обычно производят электрический потенциал на уровне от 0,02 до 0,15 вольт, в то время как маломощные фотоэлектрические ячейки способны генерировать от 0,2 до 0,7 вольт, а модуль на основе механических колебаний может производить до 5 вольт. Координация этих разноплановых источников энергии в режиме реального времени - очень сложный процесс.

"Мы извлекаем энергию из всех источников", - говорит исследователь. - "В каждый конкретный момент, энергия для работы чипа извлекается из одного источника, но энергия из других хранится в конденсаторах, а затем используется, так что ничего не расходуется зря. Все это позволяет добиться существенной минимизации энергетических затрат на работу устройства. Ведь в отличие от современных аналогов, питание нового чипа не осуществляется через аккумулятор или конденсатор повышенной емкости, к которым поступает энергия из возобновляемых источников. Следовательно, нам удалось избавиться от избыточного элемента цепи".

Специалисты отмечают, что новый чип вполне может черпать энергию от перемещения частей тела человека при его ходьбе или заряжаться от разницы температур в человеческом теле. Это создает огромное поле для поиска практических применений технологии. Например, датчики с такими чипами могут применяться для съема параметров организма и работать неограниченно долгое время. Подобные датчики также могут быть установлены на мостах и станут информировать инженеров о состоянии конструкции. В данном случае чипы будут работать за счет вибрации, которая возникает при движении транспорта по мосту.

Исследование проходило в рамках программы Interconnect Focus Center, инициатором которой выступило Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам (DARPA) при Министерстве обороны США. Сообщается, что более подробная информация по результатам работы ученых будет опубликована в новом выпуске издания Solid-State Circuits.

Energysafe.ru со ссылкой на Массачусетский технологический институт