Figura 1. a) Sistema de carregamento automático orientado por NIR conceitual, incluindo um módulo PVs CQD flexível e um LIB estruturado interdigitadamente. b) Imagens fotográficas de uma pulseira de saúde vestível convencional e um dispositivo vestível integrado ao sistema de carregamento automático. Crédito:Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST)
Conforme os dispositivos vestíveis estão surgindo, existem numerosos estudos sobre sistemas de carregamento sem fio. Aqui, uma equipe de pesquisa KAIST desenvolveu um permanente, plataforma de carregamento automático sem fio para eletrônicos vestíveis de baixa potência, convertendo a irradiação de banda do infravermelho próximo (NIR) em energia elétrica. Esta nova tecnologia pode ser aplicada a sistemas de carregamento vestíveis sem a necessidade de quaisquer acessórios.
Os pontos quânticos coloidais (CQDs) são materiais promissores para a fabricação de semicondutores; em particular, Os CQDs baseados em PbS têm sintonia óptica fácil da região do comprimento de onda do visível para o infravermelho. Portanto, eles podem ser aplicados a vários dispositivos, como iluminação, fotovoltaica (PVs), e fotodetectores.
A pesquisa contínua em dispositivos optoeletrônicos baseados em CQD aumentou sua eficiência de conversão de energia (PCE) para 12 por cento; Contudo, campos aplicáveis ainda não foram encontrados para eles. Enquanto isso, dispositivos eletrônicos vestíveis comumente enfrentam o problema de sistemas de carregamento inconvenientes porque os usuários têm que carregar constantemente as baterias conectadas a uma fonte de energia.
Uma equipe conjunta liderada pelo Professor Jung-Yong Lee da Escola de Graduação em Energia, Ambiente, Água e Sustentabilidade e Jang Wok Choi da Universidade Nacional de Seul decidiram aplicar PVs CQD, que têm alta eficiência quântica na banda NIR para sistemas de carregamento automático em dispositivos vestíveis.
Eles empregaram uma estratégia de conversão de energia NIR estável e eficiente. O sistema era composto por um módulo PV baseado em PbS CQD, uma bateria de íon de lítio interdigitada flexível, e vários tipos de filmes transparentes NIR.
Figura 2. Ilustração da estrutura de PVs CQD e desempenho da plataforma de carregamento automático sem fio. Crédito:Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST)
A equipe removeu a bateria existente da pulseira de saúde vestível já comercializada e substituiu-a pelo sistema de auto-carregamento proposto. Eles confirmaram que o sistema pode ser aplicado a um dispositivo vestível de baixa potência através da banda NIR.
Existem inúmeras plataformas que usam irradiação solar, mas a plataforma recém-desenvolvida tem mais vantagens porque permite que os dispositivos convencionais sejam muito mais confortáveis de usar e carreguem facilmente na vida cotidiana, usando várias fontes de irradiação para carregamento constante.
Com este aspecto, a plataforma proposta facilita projetos mais flexíveis, quais são os componentes importantes para a comercialização real. Ele também garante maior fotoestabilidade e eficiência do que as estruturas existentes.
Professor Lee disse, "Usando a banda NIR, propusemos uma nova abordagem para resolver problemas de sistema de carregamento de dispositivos vestíveis. Acredito que esta plataforma será uma plataforma inovadora para conversão de energia e que sua aplicação pode ser estendida a vários campos, incluindo celulares, IoTs, e drones. "
