Winnaar 2019 Create the Future Award: Innovatieve sensor voor vroege batterijfoutdetectie

Eenvoudige, kosteneffectieve sensor voor vroege detectie van batterijfouten

Steve Risser, Jim Saunders, Alex Morrow, Kevin Spahr, Krista Smith, Russ Kittel, Ben Eisenmann, en Flora Li – Battelle, Columbus, OH, USA

Wanneer batterijen catastrofaal uitvallen, kunnen ze oververhitten, barsten en/of exploderen. Gevoelige lithium-ion batterijen zijn overal: in consumentenproducten als e-sigaretten, mobiele telefoons, elektrische auto's en vliegtuigen. Het wijdverspreide batterijgebruik en het risico op fouten maken batterijveiligheid een groeiende zorg. Vandaag worden controles uitgevoerd door de spanning van een hele batterijcel te meten; deze methode detecteert potentiële fouten echter pas wanneer het te laat is.

Dendrieten als hoofdoorzaak

Een grote oorzaak van catastrofale batterijfouten is de groei van dendrieten — kleine metalen uitschijtingen die groeien vanuit een elektrode. In een standaard batterij zit een scheider tussen elektroden, maar wanneer dendrieten groot genoeg worden, kunnen ze de scheider doorboren, de kloof tussen elektroden overbruggen en een kortsluiting veroorzaken.

Battelle's detectiemethode

Battelle's eenvoudige, kosteneffectieve sensor detecteert het begin van batterijfouten vroegtijdig, tijdens laden en gebruik, zonder negatieve invloed op de batterijprestaties. De technologie gebruikt de batterijscheider om zichtbaar te maken wanneer dendrieten beginnen te vormen. De sensor schijnt licht in één kant van de scheider en monitort de lichttransmissie aan de andere kant. Zonder dendrieten wordt het lichtpad niet geblokkeerd, wat een "normaal" lichtpatroon geeft. Wanneer dendrieten groeien, blokkeren ze een deel van het licht, wat het normale transmissiepatroon verandert. Dit veranderde patroon wijst op de aanwezigheid van dendrieten.

Voordelen

Battelle's uitvinding is de eerste die lokale detectie van dendrieten in een werkende batterij biedt. Door het risico op ongedetecteerde fouten te verminderen, kan de batterij hoger en langer geladen worden. De sensor kan ook de noodzaak voor andere veiligheidselementen in het totale systeem verminderen, wat de totale systeemkosten verlaagt. Deze voordelen kunnen voor minder dan 10% van de batterijkosten worden geïmplementeerd.

Voor meer informatie, bezoek hier.

EERVOLLE VERMELDINGEN

Write Once, Read Forever Archival Data Storage

Eric Rosenthal, Richard Solomon, Jonathan Smith, Clark Johnson, en Brian Solomon, Creative Technology LLC, Hockessin, DE, USA

Deze optische dataopslagmedia is ontworpen om bestand te zijn tegen de vijandige ruimteomgeving en wordt momenteel door NASA getest op het Internationale Ruimtestation. De media slaat data op in de vorm van metallische zilverhalide "staande golven" van individuele golflengtes van licht, ingesloten in een stabiele, verharde suspensie op een substraat. Deze golflengtes, die meerdere databytes vertegenwoordigen, kunnen op elke datalocatie gecombineerd worden, wat de volgende generatie definieert voor archivering en massale big data opslag.

Voor meer informatie, bezoek hier.

Smart Beat

Nate Ruben, Smart Beat, Smithfield, UT, USA

Meer baby's sterven aan slaapgerelateerde gevaren dan aan enige andere oorzaak. Smart Beat is een videobabymonitor met ademhalingsdetectie die ouders waarschuwt als hun baby stopt met ademen. Het gebruikt computervisie-algoritmen om te analyseren hoe pixels kleur veranderen bij elke beweging van het babylijktje. Het extrapoleert de ademhalingsbeweging en logt elke in- en uitademing. Apps voor Android en iOS geven ouders een videofeed, tweerichtingsaudio, een grafiek van de ademhalingssnelheid over de tijd, en een real-time golfvorm van elke ademhaling. Een alarm gaat af als de ademhaling stopt.

Voor meer informatie, bezoek hier.

Eye of Horus: Open Source Eye Tracking System

Jorge Mata Arribas, Luis Martín, Esther Borao, Fergus Reig, en Borja Latorre, The IFs, Makeroni Labs, Zaragoza, Spanje

Eye of Horus is een open-source platform om elk apparaat te bedienen door ernaar te kijken. Het apparaat kan mensen met een lichamelijke beperking helpen die niet met apparaten kunnen interacteren. Dit systeem is een draagbare accessoire die mensen helpt te interacteren met computers, elektronische apparaten en alledaagse objecten. Het combineert oogvolging met een frontcamera om te weten waar je naar kijkt. Doelapparaten worden geïdentificeerd met lichtbakens en bediend met draadloze protocollen.

Voor meer informatie, bezoek hier.

iAED Life-Saving Phone

Samantha Horseman, Curtis Gonter, Chris Adusei-Poku, Hawra Al Dawood, en Maryam Al Ghareeb, efactory IT Future Center, Dhahran, Saoedi-Arabië

Vandaag kunnen Automated External Defibrillator (AED) apparaten een schok geven aan slachtoffers van plotselinge hartstilstand om de normale hartslag te herstellen; AED's zijn echter nog steeds niet-verbonden stationaire apparaten. Het iAED-ontwerp is gebaseerd op IoT en verbindt mobiele apparaten, cloud-netwerken, crowdsourcing en nanotchnologie om te functioneren als AED-apparaat. Het integreert 3D-printen en een DC-booster circuit via sensor/chip constructie in een telefoonhoesje, wat een mobiele telefoon maakt tot een geladen en klaar-te-deploy apparaat met 360 joule om een hartslag te reanimeren.

Voor meer informatie, bezoek hier.

Bekijk de rest van de winnaars van dit jaar:

• GROTE PRIJS WINNAAR
• MEDISCHE CATEGORIE WINNAAR
• PRODUCTIE/ROBOTICA/AUTOMATISERING CATEGORIE WINNAAR
• LUCHTVAART & VERDEDIGING CATEGORIE WINNAAR
• AUTO/TRANSPORT CATEGORIE WINNAAR
• CONSUMPTIEPRODUCTEN CATEGORIE WINNAAR
• DUURZAME TECHNOLOGIEËN CATEGORIE WINNAAR