חדשנות חומרית וטכנולוגיות צריכת חשמל נמוכה מניעות טרנספורמציה בתעשייה
תחת הדחף הכפול של יעד ניטרליות פחמן עולמית והתעוררות המודעות הסביבתית של הצרכנים, תעשיית המיקרו-מתגי המגע עוברת טרנספורמציה ירוקה. יצרנים מגיבים באופן פעיל להנחיות מדיניות ולדרישות השוק באמצעות חדשנות חומרית, מחקר ופיתוח טכנולוגיות חסכוניות בצריכת חשמל ועיצוב הניתן למחזור, ובכך מאיצים את התקדמות התעשייה לקראת פיתוח בר-קיימא.
מונעים על ידי כוחות מדיניות וכוחות שוק כאחד, דרישות הגנת הסביבה הפכו למוקד התעשייה
על פי "תוכנית החומש ה-14 לשימור אנרגיה בבניינים ופיתוח בניינים ירוקים", עד שנת 2025, סין תשלים שיפוצים לשימור אנרגיה של 350 מיליון מטרים רבועים של בניינים קיימים ותבנה למעלה מ-50 מיליון מטרים רבועים של בניינים בעלי צריכת אנרגיה נמוכה במיוחד. מטרה זו אילצה את כל החוליות בשרשרת התעשייתית לעבור שינוי, ותחום הרכיבים האלקטרוניים אינו יוצא מן הכלל. "תוכנית היישום לקידום צריכה ירוקה" שפרסמה הוועדה הלאומית לפיתוח ורפורמה מבהירה עוד כי יש להגדיל משמעותית את נתח השוק של מוצרים ירוקים ודלים בפחמן, וחיסכון באנרגיה והגנה על הסביבה הפכו למדדים מרכזיים לחדשנות ארגונית.
בצד השוק, העדפתן של קבוצות צרכנים צעירות למוצרים ירוקים גדלה משמעותית. נתונים מראים כי המשתמשים הפוטנציאליים של כלי רכב אנרגיה חדשים בקרב הדורות שאחרי שנות ה-80 וה-90 מהווים יותר ממחצית, וקצב צמיחת המכירות של מכשירי חשמל ביתיים חסכוניים באנרגיה עלה על 100%. תפיסת צריכה זו של "דרישת ביצועים והגנה על הסביבה כאחד" הניעה יצרנים לשלב עיצוב ירוק לאורך כל מחזור חיי המוצר.
חדשנות חומרית
מתגים מסורתיים מסתמכים בעיקר על מגעי מתכת ומארזי פלסטיק, אשר מהווים סיכונים של צריכת משאבים וזיהום. כיום, יצרנים פרצו את צוואר הבקבוק הזה באמצעות שימוש בחומרים חדשים:
1. חומרים אלקטרוניים גמישים ופולימרים מוליכים: חומרים גמישים מאפשרים למתגים להסתגל להתקנים בעלי משטחים מעוקלים, ובכך להפחית את המורכבות המבנית; פולימרים מוליכים מחליפים מגעי מתכת, מה שמפחית את הסיכון לחמצון ומאריך את תוחלת החיים.
2. חומרים מתכלים: לדוגמה, ננו-גנרטור טריבואלקטרי מבוסס בד כותנה שפותח על ידי אוניברסיטת הטקסטיל של ווהאן, המשתמש בחומרים מתחדשים כמו כיטוזן וחומצה פיטית, משלב עמידות בפני בעירה ויכולת התכלות, ומספק רעיונות חדשים לתכנון של מעטפות מתגים.
3. עיצוב רכיבים ניתנים למחזור: מיקרו-מתג האינדוקציה המגנטית של Jiuyou Microelectronics מפחית את השימוש במתכת באמצעות מבנה ללא מגע, מה שמקל על פירוק ומיחזור הרכיבים, ומפחית את ייצור הפסולת האלקטרונית.
טכנולוגיית צריכת חשמל נמוכה
צריכת אנרגיה היא מדד מרכזי להגנת הסביבה עבור רכיבים אלקטרוניים. קחו לדוגמה את Jiuyou Microelectronics. המיקרו-מתג האינדוקציה המגנטית שלה מחליף מגעים מכניים מסורתיים בעקרונות בקרה מגנטיים, ומפחית את צריכת החשמל ביותר מ-50%. הוא מתאים במיוחד לתרחישים המופעלים על ידי סוללות כמו בתים חכמים, ומאריך משמעותית את חיי הסוללה של מכשירים. פתרון המתג החכם בעל החוט החד-חוטי של Wi-Fi שהושק על ידי Espressif Technology מאמץ את שבב ESP32-C3, עם צריכת חשמל במצב המתנה של 5μA בלבד, ופותר את בעיית הבהוב המנורה הנגרם מצריכת חשמל גבוהה בפתרונות מסורתיים.
בנוסף, הננו-גנרטור הטריבואלקטרי (TENG) בעל יכולת תגובה תרמית שפותח על ידי אוניברסיטת טיינג'ין הפוליטכנית יכול להחליף אוטומטית את מצב העבודה שלו בהתאם לטמפרטורת הסביבה, החל מ-0 מעלות צלזיוס וכיבוי ב-60 מעלות צלזיוס, ובכך להשיג הקצאת אנרגיה לפי דרישה ולספק השראה חוצת גבולות לאינטליגנציה ולשימור אנרגיה של מתגים.
ניתוח מקרה
מיקרו-מתג האינדוקציה המגנטית שהוציאה Jiuyou Microelectronics בשנת 2024 הוא מקרה נקודת ייחוס בתעשייה. יתרונותיו העיקריים כוללים:
עיצוב ללא מגע: על ידי החלפת מגע פיזי בעיקרון של אינדוקציה מגנטית, הבלאי מופחת ותוחלת החיים מתארכת פי שלושה;
תאימות חזקה: שלושת פיני החשמל תואמים לסוגים שונים של מכשירים, ותומכים בתרחישים כגון בית חכם ואוטומציה תעשייתית;
ביצועי צריכת חשמל נמוכה: חוסך 60% אנרגיה בהשוואה למתגים מסורתיים, ועוזר למכשירי קצה להאריך את חיי הסוללה.
טכנולוגיה זו לא רק עומדת בתקני הגנת הסביבה RoHS של האיחוד האירופי, אלא גם מפחיתה את התלות במתכות נדירות ומורידה את טביעת הרגל הפחמנית של שרשרת האספקה, מה שהופך אותה לדוגמה אופיינית לייצור ירוק.
תחזית עתידית
ככל שמערכת הסמכת טביעת הרגל הפחמנית משתפרת בהדרגה, ארגונים צריכים ליישם תפיסות הגנת הסביבה לאורך כל השרשרת, החל מחומרים, דרך ייצור ועד מיחזור. מומחים מציעים שבאמצעות מנגנוני תמריצים כמו "זיכויי פחמן", יש לעודד עוד יותר את הצרכנים לבחור במוצרים ירוקים. החידושים של ארגונים כמו Jiuyou ו-Espressif מראים שהגנה על הסביבה וביצועים אינם מנוגדים - מוצרים בעלי צריכת חשמל נמוכה, אורך חיים ארוך ותאימות גבוהה הופכים למועדפים החדשים בשוק.
ניתן לצפות כי המהפכה הירוקה בתעשיית המיקרו-מתגי המגע תאיץ את חדירתה לכל שרשרת התעשייה, ותקדם את תעשיית ייצור האלקטרוניקה לעבר "עתיד אפס פליטות פחמן".
זמן פרסום: 29 באפריל 2025
