人体からのエネルギーを蓄えることができる、柔軟で洗濯可能なウェアラブルマイクログリッド

カリフォルニア大学サンディエゴ校のナノエンジニアがNature Communications誌に論文を発表 「自立型ウェアラブルマルチモジュラーE-textileバイオエネルギーマイクログリッドシステム", は、小型電子機器に電力を供給するために、人体からエネルギーを収集・蓄積する「ウェアラブル・マイクログリッド」を開発したことを発表しています。ウェアラブルマイクログリッドは、汗で発電するバイオ燃料電池、摩擦電気発電機と呼ばれる運動で発電する装置、エネルギーを蓄積するスーパーキャパシタの3つの主要部品から構成されています。すべての部品は柔軟性があり、洗濯が可能で、衣服にスクリーンプリントすることができます。

「本論文では、バイオエネルギーマイクログリッドの概念と設計原理を、マルチモジュールのバイオエネルギーマイクログリッドを用いて紹介する。ここでは、マルチモジュールのバイオエネルギーマイクログリッドシステムを実証することで、e-textileマイクログリッドのコンセプトと設計原理を紹介する。これまでのハイブリッド型ウェアラブルシステムとは異なり、今回紹介するe-textileマイクログリッドは、人間の活動のみに依存して相乗的に動作し、汗ベースのバイオ燃料電池と摩擦電気発電機を使って生化学的および生物機械的エネルギーを採取し、採取したエネルギーをスーパーキャパシタ経由で調節して高出力にします。エネルギーバジェッティングにより、e-textileシステムは、液晶ディスプレイを連続的に、または汗センサー-エレクトロクロミックディスプレイシステムをパルスセッションで効率的に駆動することができ、10分の運動セッションで起動時間は半分、実行時間は3倍となります。互換性のあるフォームファクター、相応の性能、補完的な機能」という設計原理を実装した、柔軟性のある繊維ベースのバイオエネルギーマイクログリッドは、効率的で持続可能、かつ自律的なウェアラブルシステムの設計と運用に魅力的な展望を提供するものです。

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