为物联网电源转换器;改善锂硫电池;可压缩的超级电容器。
电源转换器的物联网
在国际固态电路会议上,麻省理工学院的研究人员提出了一个新的电源转换器这是有效的在一个广泛的电流,这可能是一个福音的物联网传感器变量电力需求。设备维护效率,电流从500 picoamps 1毫安,跨度,包含当前水平增加了200000倍。
研究者的转换器是一个降压转换器,将输入电压范围从1.2到3.3伏,减少他们之间的0.7和0.9伏特。
“在低功耗政权,这些电力转换器的工作方式,它不是基于一个连续流动的能量,”阿伦说Paidimarri IBM的研究。“这是基于这些数据包的能量。你有这些开关,和一个电感,和一个电容在电源转换器,你基本上打开或关闭这些开关。”
开关的控制电路包括一个电路,测量输出电压的转换器。如果输出电压低于某个阈值,在这种情况下,0.9伏-控制器开关和释放能量的包。然后他们执行另一个测量,如有必要,释放另一个包。
如果没有图纸设备当前的转换器,或如果当前只有一个简单的,当地的电路,控制器之间可能释放1和每秒几百包。但如果转换器是输送功率无线电,它可能需要释放一百万包。
适应范围的输出,一个典型的转换器将执行100万电压测量;在此基础上,它将释放1到100万包。每个测量消耗能量。而对于大多数应用程序的权力流失是可以忽略的,物联网就是另一回事了。
团队的转换器因此时钟功能一个变量,它可以运行开关控制器以广泛的利率。然而,需要更复杂的控制电路。显示器转换器的输出电压的电路包含一个元素称为分压器,从一个小电流输出的测量。
抽取电流降低了转换器的效率,因此在研究者的芯片分配器周围是一块额外的授权访问的分频器电路元素只有时间测量要求。研究小组发现在静止力量减少50%最好之前报道实验低功耗,降压转换器和一个10倍的电流处理范围的扩张。
改善锂硫电池
南加州大学的研究人员开发了一个增强锂硫电池他们说可以提高循环寿命和能与锂离子电池竞争。
而锂硫电池存储容量高,他们遭受短周期生活,只能充电50到100次。
团队的解决方案是一小块无孔,组装材料夹在两层多孔分隔符,浸泡在两个电极之间的电解质和放置,他们称之为“混合导电膜,或罗马数字。
多硫化锂硫电池和混合导电膜屏障阻止穿梭。(来源:斯纳和Moy德里克。)
细胞膜是一个障碍在减少溶解聚硫化物的穿梭在阳极和阴极之间,一种过程,增加了周期应变,使得使用锂硫电池能量储存一个挑战。MCM仍然允许锂离子的必要的运动,模拟这个过程,因为它发生在锂离子电池中。膜解决方案保留了放电率能力和能量密度随着时间的推移而不丧失能力。
在不同放电率,研究人员发现,锂硫电池用罗马数字导致100%容量保留和4倍寿命相比,电池没有膜。
实际的MCM层lithiated钴氧化物薄膜,尽管未来的替代材料可能产生更好的结果。
“这之前删除的一个主要技术壁垒的商业化锂硫电池,让我们意识到能源效率更好的选择,”斯纳说,南加州大学的化学教授。“我们现在可以集中我们的努力改善锂硫电池放电和充电的其他部分伤害电池的整个生命周期。”
可压缩的超级电容器
科学与工业研究委员会的研究人员在印度国家化学实验室开发了一个可压缩的超级电容器能够推动软电子通过使用绿茶提取物。
驱动软可穿戴电子产品持久的能源仍然是一个挑战。超级电容器有可能填补这个角色——他们满足电力需求,并能快速充放电很多次。但大多数超级电容器是刚性,可压缩的超级电容器发展迄今为止遇到障碍。他们一直用碳涂层聚合物海绵,但是涂层材料往往群和妥协的表现。
为了解决这个问题,研究者们准备的聚合物凝胶在绿茶提取物,凝胶注入了多酚类物质。硝酸银溶液中多酚类物质转化为统一的涂层的银纳米粒子。薄层进行黄金和聚材料间是的运动被应用。
由此产生的超级电容器了2715瓦的功率和能量密度每公斤每公斤22瓦时,运行心率监测器,led或蓝牙模块。
甚至一个大应变影响设备只有最低限度:特定的电容被发现253 F / g在其正常状态,和243 F / g压缩设备原始尺寸的25%。设备后依然表现良好被压缩了超过100次。
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