研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種環(huán)保型材料，可以從室內(nèi)光線中收集足夠的能量，為無(wú)線智能設(shè)備供電。

我們?cè)诩彝?、辦公室和公共建筑中越來(lái)越多地使用智能手機(jī)、智能音箱和可穿戴產(chǎn)品和健康傳感器等智能設(shè)備。然而，它們使用的電池會(huì)很快耗盡，并含有有毒且破壞環(huán)境的稀有化學(xué)物質(zhì)，因此研究人員正在尋找更好的方法來(lái)為這些設(shè)備供電。

一種方法是將室內(nèi)普通燈泡的光轉(zhuǎn)化為能量，就像太陽(yáng)能電池板從陽(yáng)光中獲取能量一樣，也就是太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換。然而，由于光源的性質(zhì)不同，用于太陽(yáng)能電池板的材料不適合收集室內(nèi)光。

現(xiàn)在，來(lái)自倫敦帝國(guó)理工學(xué)院、中國(guó)蘇州大學(xué)和劍橋大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，目前正在開(kāi)發(fā)的新一代太陽(yáng)能電池板的綠色材料可以用于室內(nèi)光收集。他們?cè)凇赌茉床牧稀冯s志上報(bào)道了他們的發(fā)現(xiàn)。

來(lái)自帝國(guó)理工學(xué)院材料系的合著者Robert Hoye博士說(shuō):“通過(guò)有效吸收家庭和建筑物中常見(jiàn)的燈具發(fā)出的光，這種材料可以將光轉(zhuǎn)化為電，其效率已經(jīng)達(dá)到了商業(yè)技術(shù)的范圍。我們已經(jīng)確定了幾項(xiàng)可能的改進(jìn)，這些改進(jìn)將使這些材料的性能在不久的將來(lái)超越當(dāng)前的室內(nèi)光伏技術(shù)。”

該團(tuán)隊(duì)研究了“鈣鈦礦啟發(fā)材料”，這是為了解決所謂鈣鈦礦材料的問(wèn)題而發(fā)明的，鈣鈦礦是為下一代太陽(yáng)能電池開(kāi)發(fā)的。雖然鈣鈦礦的制造成本比傳統(tǒng)的硅基太陽(yáng)能電池板低，效率也差不多，但鈣鈦礦含有有毒的鉛物質(zhì)。這推動(dòng)了鈣鈦礦啟發(fā)材料的發(fā)展，而這種材料是基于更安全的元素，如鉍和銻。

盡管這些鈣鈦礦材料更加環(huán)保，但吸收陽(yáng)光的效率并不高。然而，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，這種材料在吸收室內(nèi)光線方面更有效，其效率有望用于商業(yè)應(yīng)用。至關(guān)重要的是，研究人員證明，這些材料在室內(nèi)照明下提供的能量已經(jīng)足以運(yùn)行電子電路。

蘇州大學(xué)的合著者Vincenzo Pecunia教授說(shuō)：“我們的發(fā)現(xiàn)為尋找綠色、易于制造的材料以可持續(xù)地為我們的智能設(shè)備供電開(kāi)辟了一個(gè)全新的方向。”

“這些材料除了具有環(huán)保特性外，還可能被加工成與傳統(tǒng)技術(shù)不兼容的非傳統(tǒng)基材，如塑料和織物。因此，以鈣鈦礦為靈感的無(wú)鉛材料將很快為可穿戴設(shè)備、醫(yī)療監(jiān)控、智能家居和智能城市提供無(wú)電池設(shè)備?！?/span>

這項(xiàng)研究由EPSRC和中國(guó)自然科學(xué)基金資助。