Lauréat du prix Create the Future 2019 :capteur innovant pour la détection précoce des défauts de batterie

Capteur simple et économique pour la détection précoce des défauts de batterie

Steve Risser, Jim Saunders, Alex Morrow, Kevin Spahr, Krista Smith, Russ Kittel, Ben Eisenmann et Flora Li Battelle
Columbus, Ohio, États-Unis

Lorsque les batteries tombent en panne de manière catastrophique, elles peuvent surchauffer, se rompre et/ou exploser. Les batteries lithium-ion sensibles sont omniprésentes, dans les produits de consommation tels que les cigarettes électroniques, les téléphones portables, les voitures électriques et les avions. L'utilisation généralisée des batteries et le risque de pannes ont fait de la sécurité des batteries une préoccupation croissante. Aujourd'hui, les contrôles sont effectués en vérifiant la tension d'une cellule entière de batterie; cependant, cette méthode ne détecte les défauts potentiels que lorsqu'il est trop tard.

L’une des principales causes de panne catastrophique d’une batterie est la croissance de dendrites, de petites protubérances métalliques qui se développent à partir d’une électrode. Dans une batterie standard, il y a un séparateur entre les électrodes, mais lorsque les dendrites deviennent suffisamment grosses, elles peuvent percer le séparateur, combler l'espace entre les électrodes et provoquer un court-circuit.

Le capteur simple et économique de Battelle détecte l'apparition précoce de défauts de batterie, pendant la charge et l'utilisation, sans affecter négativement les performances de la batterie. La technologie utilise le séparateur de batterie pour détecter visiblement le moment où les dendrites commencent à se former. Le capteur éclaire un côté du séparateur et surveille la transmission de la lumière de l’autre côté. Sans dendrites, le trajet du faisceau lumineux n’est pas bloqué, donnant un motif lumineux « normal ». Lorsque les dendrites se développent, elles bloquent une partie de la lumière, modifiant ainsi le modèle normal de transmission de la lumière. Ce motif lumineux modifié indique la présence des dendrites.

L'invention de Battelle est la première à permettre une détection locale des dendrites dans une batterie en fonctionnement. En réduisant le risque de défauts non détectés, la batterie peut être chargée plus haut et plus longtemps. Le capteur peut également réduire le besoin d'autres éléments de sécurité dans l'ensemble du système, réduisant ainsi les coûts totaux du système. Ces avantages peuvent être intégrés pour moins de 10 % du coût de la batterie.

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MENTIONS HONORABLES

Écrire une fois, lire pour toujours Stockage de données d'archives

Eric Rosenthal, Richard Solomon, Jonathan Smith, Clark Johnson et Brian Solomon,
Technologie créative LLC,
Hockessin, DE États-Unis

Ce support de stockage optique de données est conçu pour résister à l'environnement spatial hostile et est actuellement testé par la NASA sur la Station spatiale internationale. Le support stocke les données sous la forme d'« ondes stationnaires » aux halogénures d'argent métallique de longueurs d'onde individuelles de lumière intégrées dans une suspension stable et durcie sur un substrat. Ces longueurs d'onde, représentant plusieurs octets de données, peuvent être combinées à chaque emplacement de données, définissant ainsi la prochaine génération d'archivage et de stockage massif de données volumineuses.

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Battement intelligent

Nate Ruben,
Smart Beat, Smithfield,
UT États-Unis

Plus de bébés meurent de dangers liés au sommeil que de toute autre cause. Smart Beat est un babyphone vidéo avec détection de respiration qui alerte les parents si leur bébé arrête de respirer. Il utilise des algorithmes de vision par ordinateur pour analyser la façon dont les pixels changent de couleur à chaque mouvement du corps d'un bébé. Il extrapole le mouvement de la respiration et enregistre chaque inspiration et expiration. Les applications pour Android et iOS offrent aux parents un flux vidéo, un son bidirectionnel, un graphique de la fréquence respiratoire au fil du temps et une forme d'onde en temps réel de chaque respiration. Une alarme retentit si la respiration s'arrête.

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Eye of Horus :système de suivi oculaire Open Source

Jorge Mata Arribas, Luis Martín, Esther Borao, Fergus Reig et Borja Latorre,
Les FI, Makeroni Labs,
Saragosse, Espagne

Eye of Horus est une plateforme open source permettant de contrôler n'importe quel appareil simplement en le regardant. L'appareil pourrait aider les personnes physiquement handicapées qui ne peuvent pas interagir avec les appareils. Ce système est un accessoire portable qui aide les gens à interagir avec les ordinateurs, les appareils électroniques et les objets du quotidien. Il combine le suivi oculaire avec une caméra frontale pour savoir où vous regardez. Les appareils cibles sont identifiés à l'aide de balises lumineuses et sont contrôlés avec des protocoles sans fil.

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Téléphone de sauvetage iAED

Samantha Horseman, Curtis Gonter, Chris Adusei-Poku, Hawra Al Dawood et Maryam Al Ghareeb,
efactory IT Future Center,
Dhahran, Arabie Saoudite

Aujourd'hui, les défibrillateurs externes automatisés (DEA) peuvent être utilisés pour délivrer un choc aux victimes d'un arrêt cardiaque soudain afin de rétablir un rythme cardiaque normal ; cependant, les DAE sont toujours des appareils fixes non connectés. La conception de l'iAED est fondée sur l'IoT et connecte les appareils mobiles, les réseaux cloud, le crowdsourcing et la nanotechnologie pour fonctionner comme un appareil AED. Il intègre l'impression 3D et un circuit booster DC via une construction capteur/puce dans un boîtier de téléphone, faisant d'un téléphone mobile un appareil chargé et prêt à être déployé avec 360 joules nécessaires pour réactiver un battement de coeur.

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Découvrez le reste des gagnants de cette année :

• GAGNANT DU GRAND PRIX
• GAGNANT DE LA CATÉGORIE MÉDICALE
• GAGNANT DE LA CATÉGORIE PRODUCTION/ROBOTIQUE/AUTOMATISATION
• GAGNANT DE LA CATÉGORIE AÉROSPATIALE ET DÉFENSE
• GAGNANT DE LA CATÉGORIE AUTOMOBILE/TRANSPORT
• GAGNANT DE LA CATÉGORIE PRODUITS DE CONSOMMATION
• GAGNANT DE LA CATÉGORIE TECHNOLOGIES DURABLES