Ходьба может повысить не только вашу собственную энергию, но и, потенциально, энергию ваших носимых электронных устройств. Ученые Столичного университета Осаки значительно продвинулись в направлении самозарядки носимых устройств, изобретя пьезоэлектрический вибрационный сборщик энергии с динамической лупой, который может усиливать мощность, генерируемую импульсными вибрациями, такими как при ходьбе человека, примерно в 90 раз, оставаясь при этом таким же маленьким, как разработанные в настоящее время сборщики энергии. Результаты были опубликованы в Письма по прикладной физике.
В наши дни люди носят с собой множество электронных устройств, таких как смартфоны, и ожидается, что в ближайшем будущем носимые устройства получат все большее распространение. Возникающий в результате спрос на более эффективную подзарядку этих устройств усилил внимание, уделяемое сбору энергии, технологии, которая преобразует такую энергию, как тепло и свет, в электричество, которое может питать небольшие устройства. Одна из форм сбора энергии, называемая сбором энергии вибрации, считается очень практичной, учитывая, что она может преобразовывать кинетическую энергию вибрации в электричество и не зависит от погоды или климата.
Исследовательская группа, возглавляемая адъюнкт-профессором Такеши Йошимурой из Высшей инженерной школы Столичного университета Осаки, разработала пьезоэлектрическую вибрационную систему (МЭМС) для сбора энергии вибрации диаметром всего около 2 см с U-образным металлическим компонентом, называемым динамической лупой. По сравнению с обычными комбайнами новый комбайн позволяет примерно в 90 раз увеличить мощность, преобразуемую в импульсные вибрации, которые могут создаваться при ходьбе человека.
Команда работает над разработкой вибрационных энергетических комбайнов, которые используют пьезоэлектрический эффект, явление, при котором определенные типы материалов создают электрический заряд или напряжение в ответ на приложенное давление. До сих пор им удавалось генерировать электричество на уровне микроватт за счет механических колебаний с постоянной частотой, таких как те, которые генерируются двигателями и стиральными машинами. Однако выработка энергии этими комбайнами резко падает, когда применяемые вибрации являются нестационарными и импульсивными, например, при ходьбе человека.
В ответ на эту проблему команда разработала и внедрила в комбайн U-образный компонент усиления вибрации. Этот компонент позволил улучшить выработку электроэнергии без увеличения размера устройства. Ожидается, что технология будет генерировать электроэнергию за счет неустойчивых вибраций, включая движение при ходьбе, для питания небольших носимых устройств, таких как смартфоны и беспроводные наушники.
Профессор Йошимура заключил: "Поскольку ожидается, что электронные устройства станут более энергоэффективными, мы надеемся, что это изобретение внесет свой вклад в реализацию самозаряжающихся носимых устройств".
Комментарии