محققان Chinese Academy of Sciences یک نانو ژنراتور جدید با قابلیت نظارت بر خودروهای خودران را با استفاده از تکنولوژی پرینتر سه بعدی توسعه داده است. این نانوژنراتورهای تریبوالکتریک ۷۰ میلیمتری که«BS-TENG» نام گرفته است، دارای طرح ساختار یاتاقان (BS) منحصر به فردی می باشد که برای آن امکان برداشت انرژی مکانیکی و عمل به عنوان یک سنسور مستقل را فراهم می سازد. هر BS-TENG که با سرعت دورانی تا ۱۵۰۰ دور در دقیقه کار می کند، می تواند حداکثر توان خروجی ۹۶/۰ مگاوات را ارائه دهد که به گفته تیم سازنده برای تغذیه ۵۰ LED یا نظارت بر حرارت و سرعت خودروهای هوشمند کافی است. بنابراین این محصول فرصت های جدیدی برای سیستم های رانندگی هوشمند فراهم می کند.
توسعه نانوژنراتورهای تریبوالکتریک با استفاده از تکنولوژی پرینت سه بعدی
از آنجایی که همگرایی بین هوش مصنوعی و خودروهای تجاری با سرعت در حال افزایش است، موضوع تأمین انرژی آنها به صورت پایدار مطرح می شود. این به این دلیل است که ادغام چنین سیستم های پردازش پیشرفته ای ممکن است پتانسیل ایمن تر و قابل اعتمادتر کردن خودروهای هوشمند را داشته باشد. بسیاری از سیستم های موجود از سلول هایی استفاده می‌کنند که به شارژ منظم زمان بری نیاز دارند و باید در شبکه‌های پیچیده ای ادغام شوند که به طور مؤثر هزینه کلی توسعه و تولید آن ها را برای سازندگان خودرو افزایش می دهد.
به عنوان جایگزینی برای باتری های معمولی، می‌توان انرژی مکانیکی چرخشی تولید شده از طریق چرخش و ترمز خودرو را مهار و برای تأمین انرژی سیستم های نظارت داخلی خودرو به کار گرفت. اولین نانو ژنراتور ۱۵ سال پیش توسط تیمی در مؤسسه فناوری جورجیا توسعه یافته است. با این حال محققان چینی ادعا می کنند که تبدیل انرژی محدود در فناوری های موجود، علاوه بر نیازهای وسایل نقلیه توسعه یافته با استفاده از هوش مصنوعی، مانع از پذیرش گسترده تر آنها می شود. دانشمندان برای غلبه بر این موضوع، یک رویکرد جدید ابداع کرده اند که استفاده از انرژی هدر رفته قبلی برای به حرکت درآوردن یک سنسور برای رانندگی ایمن تر در وسایل نقلیه خودکار را ممکن می‌سازد.
نانوژنراتور پرینت سه بعدی شده
دانشمندان چینی به منظور غلبه بر معایب نانوژنراتورهای تریبوالکتریک موجود، از تکنولوژی پرینت سه بعدی برای ایجاد یک طرح کاملاً جدید استفاده کردند. این نانو ژنراتور جدید متشکل از یک روتور و استاتور است که به صفحات اکریلیک چسبیده اند، روتور دارای یک قاب چاپ سه بعدی شده است که در آن غلتک های PTFEبه طور متناوب برای اتصال الکترودها و تولید بار الکترواستاتیکی می چرخند. نمونه اولیه روتور به دلیل ماهیت آزمایشی تنها ۶/۳ میلیمتر ارتفاع داشت، بنابراین محققان برای ایجاد فضا برای غلتک های ۶ میلیمتری، دو روتور را با یک لوله اکریلیک ترکیب کردند. نانو ژنراتور حاصل قادر به کار با سرعت دورانی بالا و پایدار در حدود۱۰۰ تا ۱۵۰۰ دور در دقیقه بود، بنابراین طبق ادعاهای این تیم می‌توان از آن برای برداشت انرژی مکانیکی استفاده کرد.
دانشمندان برای عملی کردن این فرضیه دستگاه خود را در یک وسیله نقلیه خودران که شامل چهار BS-TENG دوبل، پنج چرخ دنده و دو صفحه اکریلیک بود، ادغام کردند. آزمایش‌های اولیه نشان داد که نانو ژنراتورها می‌توانند یک حسگر حرارتی را تغذیه کنند که نه تنها می‌تواند به طور مداوم کار کند، بلکه می تواند طبق برنامه ریزی انجام شده هنگام رسیدن به یک دمای معین زنگ هشدار را به صدا درآورد. شبکه‌های یکپارچه BS-TENG چاپ سه بعدی شده می‌توانند هم به عنوان یک برداشت کننده انرژی چرخشی و هم به عنوان یک سنسور پرسرعت خودکار برای نظارت بر دمای خودرو و سرعت آنی استفاده شوند. علاوه بر این، نتایج نشان داد که دقت نظارت بر سرعت وسیله نقلیه خودران می تواند به بیش از ۹۹٪ برسد که نشان می دهد طراحی آنها برای کاربردهای عملی قابل اطمینان است.
منبع: https://3dprintingindustry.com
در صورت تمایل میتوانید فایل PDF این مقاله را در قسمت زیر دانلود و با ذکر منبع مورد استفاده قرار دهید.
ثبت ديدگاه