專家估計(jì),到2025年,“物聯(lián)網(wǎng)”的數(shù)量-包括收集有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)境實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳感器-可能在全球范圍內(nèi)達(dá)到750億個(gè)。但是,目前,這些傳感器仍需要經(jīng)常更換電池,這對(duì)于長(zhǎng)期監(jiān)控而言可能是個(gè)問(wèn)題。
這些單元可以在明亮的陽(yáng)光下以及昏暗的室內(nèi)條件下操作傳感器。此外,該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)能實(shí)際上可以大大提高傳感器的性能,從而實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的數(shù)據(jù)傳輸距離以及將多個(gè)傳感器集成在單個(gè)RFID標(biāo)簽上的能力。
“將來(lái),我們周圍可能會(huì)有數(shù)十億個(gè)傳感器。在這種規(guī)模下,您需要大量的電池,這些電池需要不斷地充電。但是,如果您可以使用環(huán)境光為它們供電呢?麻省理工學(xué)院自動(dòng)ID實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生Sai Nithin Kantareddy博士說(shuō),它可能會(huì)被使用或忘記數(shù)月或數(shù)年。“這項(xiàng)工作主要包括借助能量收集器為各種應(yīng)用生產(chǎn)改進(jìn)的RFID標(biāo)簽。”
先進(jìn)功能材料中的兩篇文章(“寬帶隙鈣鈦礦室內(nèi)光伏電池實(shí)現(xiàn)的自供電傳感器”)和IEEE傳感器(“無(wú)電池的長(zhǎng)距離電池供電的RFID標(biāo)簽傳感器”)回顧了麻省理工學(xué)院的文章。汽車識(shí)別實(shí)驗(yàn)室和麻省理工學(xué)院光伏研究實(shí)驗(yàn)室使用傳感器連續(xù)幾天監(jiān)控室內(nèi)和室外溫度。傳感器連續(xù)發(fā)送的數(shù)據(jù)是傳統(tǒng)RFID標(biāo)簽的五倍-無(wú)需電池。更長(zhǎng)的數(shù)據(jù)傳輸范圍尤其意味著一個(gè)讀取器可以同時(shí)從多個(gè)傳感器獲取數(shù)據(jù)。
根據(jù)環(huán)境中的某些因素(例如濕度和熱量),傳感器可能會(huì)在內(nèi)部或外部停留數(shù)月甚至數(shù)年,然后變質(zhì)至需要更換的程度。這對(duì)于需要長(zhǎng)期進(jìn)行室內(nèi)和室外測(cè)量的任何應(yīng)用都是有價(jià)值的,包括跟蹤供應(yīng)鏈中的貨物,監(jiān)視地面以及監(jiān)視建筑物和家庭中設(shè)備的能源使用。
兩種高性價(jià)比技術(shù)的結(jié)合
在最近開發(fā)無(wú)電池傳感器的嘗試中,其他研究所的研究人員已將太陽(yáng)能電池用作物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的能源。但是這些基本上是傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池的縮小版-而不是鈣鈦礦。Kantareddy說(shuō),傳統(tǒng)的單元在某些條件下可能是高效,耐用和強(qiáng)大的,但對(duì)于無(wú)處不在的物聯(lián)網(wǎng)傳感器來(lái)說(shuō),這是不可想象的。