2 мин. чтения
6/16/2023 11:46:00 AM

Разработали новое устройство, преобразующее вибрации в электричество для автономных датчиков

Сбор энергии включает в себя преобразование энергии из окружающей среды в полезную электрическую энергию и имеет решающее значение для обеспечения устойчивого будущего.

Featured Image Принцип, структурное проектирование и применение пьезоэлектрических нанокомпозитных материалов, армированных углеродным волокном. Предоставлено: Университет Тохоку

«Предметы повседневного обихода, от холодильников до уличных фонарей, подключены к Интернету в рамках Интернета вещей (IoT), и многие из них оснащены датчиками, которые собирают данные», — говорит Фумио Нарита, соавтор исследования и профессор Высшей школы экологических исследований Университета Тохоку. «Но эти устройства IoT нуждаются в питании для работы, что сложно, если они находятся в отдаленных местах или если их много».

Солнечные лучи, тепло и вибрация могут генерировать электроэнергию. Вибрационная энергия может быть использована благодаря способности пьезоэлектрических материалов генерировать электричество при физической нагрузке. Между тем, углепластик подходит для применения в аэрокосмической и автомобильной промышленности, спортивном оборудовании и медицинском оборудовании из-за его долговечности и легкости.

«Мы размышляли о том, может ли пьезоэлектрический вибрационный сборщик энергии (PVEH), использующий надежность углепластика вместе с пьезоэлектрическим композитом, быть более эффективным и долговечным средством сбора энергии», — говорит Нарита.

Группа изготовила устройство, используя комбинацию наночастиц углепластика и ниобата калия натрия (KNN), смешанных с эпоксидной смолой. Углепластик служил как электродом, так и армирующей подложкой.

Так называемое устройство C-PVEH оправдало свои ожидания. Испытания и моделирование показали, что он может сохранять высокую производительность даже после сгибания более 100 000 раз. Он оказался способным хранить генерируемую электроэнергию и питать светодиодные фонари. Кроме того, он превзошел другие полимерные композиты на основе KNN с точки зрения плотности выходной энергии.

C-PVEH поможет продвинуть разработку датчиков IoT с автономным питанием, что приведет к созданию более энергоэффективных устройств IoT.

Оригинал статьи: Yaonan Yu et al, Energy harvesting and wireless communication by carbon fiber-reinforced polymer-enhanced piezoelectric nanocomposites, Nano Energy (2023). DOI: 10.1016/j.nanoen.2023.108588 🔗

Получи бесплатную еженедельную рассылку со ссылками на репозитории и лонгриды самых интересных историй о стартапах 🚀, AI технологиях 👩‍💻 и программировании 💻!
Присоединяйся к тысячам читателей для получения одного еженедельного письма

Подписывайся на нас:

Нашли ошибку в тексте? Напишите нам.

Добавляй ЛРНЧ в свою ленту Google Новостей.
Читайте далее 📖

Транзистор на основе окислительно-восстановительного потенциала в качестве резервуарной системы для нейроморфных вычислений

7/4/2023 · 2 мин. чтения

Транзистор на основе окислительно-восстановительного потенциала в качестве резервуарной системы для нейроморфных вычислений

Органический электрохимический транзистор, служащий одновременно датчиком и процессором

6/3/2023 · 2 мин. чтения

Органический электрохимический транзистор, служащий одновременно датчиком и процессором