突破电池瓶颈,新技术能让机器人通过进食获得能量!

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突破电池瓶颈,新技术能让机器人通过进食获得能量!

当电子设备电不够需要自己补充电源时,它有两种基本选择:找个电池和充电机。电池在内部存储能量,但是它们很重并且供应有限。太阳能电池板等外部充电设备则往往是从其周围环境收集能量,它绕过了电池的一些缺点,但引入了新的缺点,因为它们只能在特定条件下运行,并且不能很快将能量转化为有用的电能。

宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院的最新研究首次以“metal-air scavenger”的形式,弥补了这两种基本技术之间的空白,该技术获得了电池和充电器两全其美的优势。

这种金属空气清除剂的工作原理类似于电池,因为它通过反复破坏并形成一系列化学分子来提供动力。但是它也像收割机一样工作,因为电力是由其周围环境中的能量提供的:特别是金属和空气清除剂周围空气中的化学分子。

结果是其电源的功率密度是目前最好的能量收集器的10倍,能量密度是锂离子电池的 13倍。从长远来看,这种能源可能会成为机器人技术新范式的基础,在机器人技术中,机器通过寻找和“吃掉”金属来保持自身动力,像人类对食物的作用一样,破坏其原有化学分子以获得能量。

在短期内,这项技术已经为两家公司提供了动力。宾夕法尼亚大学年度Y-Prize竞赛的获胜者计划使用金属空气清除剂为发展中国家离网房屋的低成本照明灯供电,并可能为运输集装箱提供长效传感器,以防盗窃,损坏甚至偷渡。

研究人员,机械工程和应用力学系的助理教授James Pikul与其实验室成员Min Min和Unnati Joshi一起在ACS Energy Letters期刊上发表了这项研究,证明了其清除剂的能力。

开发其金属空气清除剂(MAS)的动机源于以下事实:组成微型机器人的技术和为机器人提供动力的既有技术在体积方面根本不匹配。

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