美国犹他大学为AR隐形眼镜研发一体式混合能源发电装置
一体式混合能源发电装置
（映维网资讯）智能隐形眼镜的潜在用案引人注目，而且多种多样，例如监测血糖水平等健康指标；接受针对眼部疾病的靶向药物递送；以及增强现实。
但眼睛对电子设计而言是一个相当巨大的挑战：角膜是人类组织中神经密度最高的组织之一，其敏感度是我们皮肤的300到600倍。
尽管研究人员已经开发出了小而灵活的芯片，但事实证明，电源非常困难，因为大电池和大电线对于隐形眼镜而言显然并不合适。
现在，美国犹他大学的一个团队表示，他们已经开发出了一种更好的解决方案：一种专门为基于眼睛的技术设计的一体式混合能源发电装置：光伏+金属-空气电池。
研究人员在论文中描述了他们是如何制造所述装置。其中，这种发电装置将柔性硅太阳能电池与一种将眼泪转化为能量的新设备相结合，而系统可以可靠地提供足够的电能来操作智能隐形眼镜和其他眼部设备。
艾尔凡·普尔斯沙班（Erfan Pourshaban）在犹他大学攻读博士时曾研究过这一系统。他表示，这是对独立电池无线电力传输的重大改进。
普尔斯沙班现在是德州仪器的工艺集成工程师，他说道：“目前的大多数研究都包括一种无线功率传输，其中一个天线在透镜，另一个天线位于距离只有一厘米的设备中。这是一个非常非常小的间隙。它必须在你的视线范围内，但这是不现实的。我们觉得，如果你不能真正戴着它自由走动，无论智能隐形眼镜有多么优秀都没用。我们必须建立一个能够独立的单元。”
光伏+金属-空气电池
为了制造这种充电宝，普尔斯沙班和他的同僚制作了一种定制产品。前半部分是小型化的柔性硅太阳能电池，它可以捕获来自太阳和人造光源的光。团队连接了八个微型（1.5乘1.5乘0.1毫米）刚性晶体电池，并将其封装在聚合物中，制成柔性光伏系统。
后半部分则是一个眨眼激活系统，其功能类似于金属空气电池。用户的自然眼泪，更具体地说，是其中的电解质可以作为生物燃料发电。
电能收获发生在眨眼之间：当眼睛完全睁开时，收获器关闭。然后，当眼睛开始眨眼时，眼睛电解质与镁阳极相遇，引起氧化反应并产生电子。最后，眼睛电解质与阳极和铂阴极都接触，通过阳极表面的进一步氧化和阴极表面的氧还原产生更多的能量。通过眼睑的运动和眼泪的不断刷新，电极不会遭到污染。
前后两部分的能量通过功率管理电路与集成的11毫法拉超级电容器结合在一起，将电压转换为直流电，并将其升压，最终以稳定的3.3伏提供约150微瓦的功率，而这一切都无需天线、外部电池组或特殊充电盒。
这种系统是智能隐形眼镜领域的一个令人兴奋的发展，因为之前设备的关键障碍是需要可持续的电源。
相关论文：Power Scavenging Microsystem for Smart Contact Lenses
https://paper.nweon.com/15400
团队发明的全新充电宝不仅“用户友好”，而且是一种“创新的双模方法”，可以利用两种模式的能量收集，所以无论眼睛是睁开还是闭上，它都能持续进行。
这种设备的可靠功率输出可以直接在眼睛环境中为广泛的应用提供燃料，包括可穿戴生物传感器。
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原文链接：https://news.nweon.com/119699