KIST开发具有自动共振调谐机制的环境振动能量收集器

韩国研究人员开发了一种能量收集器,该能量收集器可以通过新颖的自动共振调谐机制从环境频率不同的振动中产生电能。韩国科学技术研究院(KIST)最近宣布,由KIST电子材料中心的Hyun-Cheol Song博士领导的研究小组开发了一种能量收集器,该能量收集器可以通过调节能量密度来执行自动共振调谐(ART)。固有频率本身就可以适应环境条件。这种具有自动共振调谐机制的能量收集技术可能应用于IoT或小型电子设备的独立电源。

KIST开发具有自动共振调谐机制的环境振动能量收集器
宋贤哲博士(中心)正在进行一项实验,以测量通过诱发共振产生的能量。

能量收集技术被应用于从周围的废弃能源中“收获”电能,例如振动,热量,光线等。能够从周围环境中收集能量的设备可以自行发电,而无需任何电池或连接到电源插座。对于用于无线操作的小型电子设备(例如IoT系统)的独立电源,该技术特别有用。

汽车,火车,工业现场等产生的振动可以通过能量收集技术来产生电能,但是对于任何现实生活中的应用,必须有一种方法可以通过微小的振动来产生并存储尽可能多的电能。为此,必须利用共振现象。

但是,能量采集器只有一个固有频率,但是我们在周围环境中发现的振动却以多种不同的频率发生。这就是为什么必须根据安装能量收集器的环境对其进行调整以引起共振的原因,这导致使用能量收集器受到限制。

为了解决该问题,已经开发了使用电动机或微控制器的自调节能量收集器,但是它们存在的问题在于,由于调节电动机或控制器的高能耗,发电效率大大降低了。

相反,KIST的研究人员开发了一种具有特殊结构的能量收集器,该能量收集器无需单独的电气设备即可将自身调谐到周围频率。有一个质量块自动在能量收集器内部移动,当检测到周围环境发生振动时,砝码会根据振动频率移动到其他位置。因此,能量收集器获得与外部振动相同的频率并实现共振。结果,由KIST研究人员开发的能量采集器可以实现共振的频率范围比具有单个固有频率的现有设备大1,400%。

该研究小组的负责人宋贤哲博士说:“这项研究的意义在于,我们是第一个实现结构简单,无需额外能耗即可进行自我调整的能量收集器的。极大地加快了能量收集器的实际应用。”,“我相信自调整能量收集器将在用于无线传感器网络,可穿戴电子设备物联网的独立电源上发挥关键作用。是第四次工业革命的核心技术之一。

该研究项目是在科学技术与信息通信技术部(MSIT)的资助下执行的,这是KIST机构研发计划和研究人员中期资助计划的一部分。研究结果发表在最新版的《纳米能源》(IF:16.602,在JCR领域排在前4.088%),这是能源领域的国际期刊。

上一篇:

下一篇:


标签