Od fleksibilnih baterija do prikupljanja energije

Tržište medicinskih nosivih uređaja beleži ubrzan rast, prateći razvoj digitalnih zdravstvenih aplikacija, koje omogućavaju sve većem broju korisnika da prate svoje zdravstveno stanje u udobnosti sopstvenog doma. Pametni nosivi flasteri zahtevaju kompaktne, neupadljive i fleksibilne izvore energije, što predstavlja značajan tehnološki izazov.

Prve fleksibilne baterije su u početku bile nezadovoljavajuće, jer su uglavnom bile u obliku tankih filmova, štampane, nepunjive i ograničenog kapaciteta i snage. Razvoj punjivih baterija predstavlja jedan od perspektivnih pravaca unapređenja tehnologije fleksibilnih baterija. Među savremenim rešenjima izdvajaju se Li-Po baterije, koje omogućavaju fleksibilne dizajne i mogućnost prilagođavanja malim nosivim uređajima.

Bezbednost i fleksibilnost kroz standarde

Međunarodna elektrotehnička komisija (IEC) objavila je brojne standarde koji doprinose preciziranju bezbednosti i efikasnosti ove tehnologije, počevši od bezbednosti i performansi Li-Po baterija, koje se najviše koriste za nosive uređaje. Tehnički komitet IEC TC 21 razvija standard IEC 63370, koji osigurava bezbednost Li-Po baterija i sistema za punjenje. Pored toga, IECEE (IEC sistem za ocenjivanje usaglašenosti elektrotehničke opreme i komponenti) vodi šemu prema kojoj se sprovodi ispitivanje bezbednosti, performansi, intero-perabilnosti komponenti, energetske efikasnosti, elektromagnetne kompatibilnosti i prisustva opasnih supstanci u baterijama.

Jedan deo standarda za fleksibilnu elektroniku razvio je Tehnički komitet IEC TC 119. U ovim standardima definisani su novi fleksibilni materijali i tehnologije štampe za proizvodnju fleksibilnih nosivih uređaja. Tehnički komitet IEC TC 47 objavljuje standarde u vezi sa senzorima koji se široko koriste u nosivim uređajima, dok standard IEC 62951-2 obuhvata fleksibilne i rastegljive poluprovodničke uređaje. Pored toga, IEC je formirao poseban komitet za standardizaciju nosivih uređaja – IEC TC 124, čiji je cilj preci-ziranje tehničkih zahteva i unapređenje bezbednosti i efikasnosti ovih uređaja.

Izazovi u prikupljanju energije

Najveći izazov u standardizaciji nosivih uređaja predstavlja prikupljanje energije putem ljudskog tela. Bilo da se napajaju pokretima, toplotom ili znojem, uređaji sa sopstvenim izvorom energije privukli su značajnu pažnju naučne zajednice. Prednosti ovog koncepta su očigledne – eliminiše se potreba za baterijama, bez obzira na njihovu veličinu, a korišćenje ljudskog tela kao izvora energije smatra se ekološki prihvatljivim. Ipak, istraživači se suočavaju sa izazovom zadovoljenja energetskih zahteva savremenih nosivih aplikacija primenom tehnologija za prikupljanje energije. Niski nivoi generisane energije, slaba energetska efikasnost i nestabilnost napajanja ostaju ključni problemi koji zahtevaju rešavanje.

Pijezoelektrično prikupljanje energije iz vibracija predstavlja perspektivnu metodu za napajanje nosivih uređaja. Standarde za ovu tehnologiju razvija Tehnički komitet IEC TC 49, koja se bavi pijezoelektričnim, dielektričnim i elektrostatičkim uređajima. Pored toga, Tehnički komitet IEC TC 47 razvio je seriju standarda IEC 62830-1, koji obuhvataju metode za ocenjivanje performansi uređaja za prikupljanje energije zasno-vanih na vibracijama, čime se obezbeđuje njihova pouzdanost i efikasnost u praktičnoj primeni.

Izvor: veb-sajt IEC-a From flexible batteries to energy harvesting: on the rocky road to power wearables

Preveo: Jovan Petrović