Lauréat 2019 Create the Future Award : capteur innovant pour détection précoce de défauts de batterie

Capteur simple et rentable pour détection précoce de défauts de batterie

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

Lorsqu'une batterie tombe en panne catastrophique, elle peut surchauffer, se rompre et/ou exploser. Les batteries lithium-ion vulnérables sont omniprésentes : cigarettes électroniques, téléphones mobiles, voitures électriques, avions. L'usage généralisé et les risques de défaillance font de la sécurité des batteries une préoccupation croissante. Aujourd'hui, les vérifications se font en mesurant la tension de la cellule entière ; cette méthode ne détecte les défauts potentiels que lorsqu'il est trop tard.

Cause majeure : les dendrites

Une cause majeure de défaillance catastrophique est la croissance de dendrites — petites protrusions métalliques partant d'une électrode. Dans une batterie standard, un séparateur isole les électrodes, mais lorsque les dendrites deviennent assez grandes, elles percent le séparateur, franchissent l'espace inter-électrodes et provoquent un court-circuit.

Détection optique précoce

Le capteur simple et rentable de Battelle détecte l'apparition de défauts tôt, pendant la charge et l'utilisation, sans nuire aux performances. La technologie utilise le séparateur pour détecter visuellement le début de formation des dendrites. Un éclairage est dirigé vers un côté du séparateur et la transmission de lumière de l'autre côté est surveillée. Sans dendrites, le faisceau lumineux n'est pas bloqué, donnant un motif « normal ». Lorsque des dendrites poussent, elles bloquent une partie de la lumière, modifiant le motif de transmission. Ce changement indique la présence de dendrites.

Avantages majeurs

L'invention de Battelle est la première à fournir une détection locale de 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 aussi réduire le besoin d'autres éléments de sécurité dans le système global,降低总成本。这些优势的成本不到电池成本的10%。

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Mentions honorables

Stockage de données archivistiques « Écrire une fois, lire pour toujours »

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

Ce support de stockage optique est conçu pour résister à l'environnement spatial hostile et est testé par NASA sur l'ISS. Les données sont stockées sous forme d'« ondes stationnaires » d'halogénure d'argent métallique de longueurs d'onde individuelles 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 la prochaine génération pour le stockage archivistique et massif de big data.

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Smart Beat

Nate Ruben – Smart Beat, Smithfield, UT, USA

Plus de bébés meurent de dangers liés au sommeil que de toute autre cause. Smart Beat est un moniteur vidéo pour bébé avec détection de respiration qui alerte les parents si leur nourrisson cesse de respirer. Il utilise des algorithmes de vision par ordinateur pour analyser les changements de couleur des pixels à chaque mouvement du corps du bébé. Il extrapole le mouvement respiratoire et enregistre chaque inspiration et expiration. Applications Android et iOS offrent flux vidéo, audio bidirectionnel, graphique du taux respiratoire et forme d'onde temps réel. Une alarme sonne 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, Borja Latorre – The IFs, Makeroni Labs, Zaragoza, Espagne

Eye of Horus est une plateforme open source pour contrôler n'importe quel appareil par le regard. L'appareil aide les personnes physiquement handicapées incapables d'interagir avec les dispositifs. Ce système portable combine suivi oculaire et caméra frontale pour savoir où vous regardez. Les appareils cibles sont identifiés par des balises lumineuses et contrôlés par protocoles sans fil.

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iAED : téléphone sauveur de vie

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

Aujourd'hui, les défibrillateurs automatisés externes (DAE) sont des appareils fixes non connectés. Le design iAED repose sur l'IoT et connecte appareils mobiles, cloud, crowdsourcing et nanotechnologie pour fonctionner comme un DAE. Il intègre impression 3D et circuit booster DC via construction capteur/puce dans un boîtier de téléphone, transformant un mobile en dispositif chargé et prêt à déployer avec 360 joules pour réactiver un rythme cardiaque.

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• VAINQUEUR DU GRAND PRIX
• VAINQUEUR CATÉGORIE MÉDICALE
• VAINQUEUR CATÉGORIE FABRICATION/ROBOTIQUE/AUTOMATISATION
• VAINQUEUR CATÉGORIE AÉROSPATIALE & DÉFENSE
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