Батарейки для интернета вещей: российские ученые создали элементы питания систем умного дома и носимой электроники

Исследователи НИТУ “МИСиС” разработали инновационные фотопреобразователи на основе наночастиц оксида никеля, которые преобразуют свет комнатных ламп в энергию для питания беспроводной маломощной электроники: фитнес-трекеров, умных часов, наушников и т. п. Эти батарейки способны работать при низком уровне освещенности, создаваемой искусственными источниками света. Ученые уверены, что такие элементы питания найдут применение в так называемом интернете вещей - системах умного дома и носимых гаджетах. © НИТУ “МИСиС” .

Молодые российские ученые НИТУ “МИСиС” разработали прототипы инновационных батареек с низким энергопотреблением, которые работают от комнатного освещения. Об этом сообщается в журнале Solar Energy Materials and Solar Cells.

Разработка относится к типу перовскитных солнечных фотоэлектрических элементов, которые применяются в портативной электронике, в том числе в "интернете вещей" - системах "умного дома" и “носимых” гаджетах.

Используемые в составе батареек материалы с перовскитной решеткой дешевле и проще в производстве, чем более распространенные на сегодняшний день кремниевые кристаллы, заявляют ученые. К недостаткам кремниевых солнечных фотоэлементов также относят их зависимость от прямого солнечного света - при комнатном освещении их КПД снижается в 5 раз.

Однако, как отмечают исследователи, и у перовскитов есть существенные ограничения. В частности, при непрерывной работе батареек на основе оксида олова отмечается снижение значения максимальной мощности. Поэтому в новых перовскитных элементах питания ученые использовали другую добавку - наночастицы оксида никеля (NiO).

© НИТУ "МИСиС"

По данным ученых, для работы их батареек достаточно стандартной интенсивности света 200-1000 люкс, создаваемой искусственными источниками света, такими как светодиоды и галогенные лампы. Новые фотоэлементы преобразуют свет ламп в электрическую энергию без потери производительности, а вырабатываемой ими мощности достаточно для питания беспроводных электронных устройств, таких как фитнес-трекеры или умные часы.

"В этой работе мы показываем, что перовскитные солнечные элементы могут быть реализованы с использованием NiO. Для создания модулей мы использовали обычный высокотемпературный (300°C) и низкотемпературный (<100°C) процессы. Полученной мощности хватит для мелких датчиков и даже для наушников и беспроводной клавиатуры", - рассказала один из авторов исследования, научный сотрудник лаборатории перспективной солнечной энергетики НИТУ “МИСиС” Татьяна Комаричева.

Также по теме
"Фантастически интересные свойства": российский ученый о новых материалах и технологиях Человечество обязательно перейдет к новому технологическому укладу, в котором значительную роль будет играть контролируемый синтез...

По ее информации, полученный коллективом прототип площадью всего 5 см² позволил обеспечить энергией беспроводной датчик Bluetooth Low Energy (BLE), предназначенный для передачи данных о температуре, давлении и влажности в помещении.

Также, уверены разработчики, их разработка легко масштабируется. Потенциально новые фотомодули можно будет использовать для питания “умных” банковских карт, пультов управления бытовой техникой, компьютерных мышей и клавиатур, маломощной техники типа кухонных весов.

Как сообщила пресс-служба НИТУ “МИСиС”, в настоящее время исследователи продолжают лабораторные испытания созданных прототипов.