Науковці Національного університету Тайваню розробили інноваційний пристрій, здатний ефективно перетворювати вібрації навколишнього середовища на електроенергію. Така технологія відкриває нові можливості для автономного живлення портативних електронних пристроїв і медичних імплантатів, що не потребуватимуть додаткової підзарядки.
Про це розповідає ProIT
Як працює новий пристрій для збору енергії
В основі розробки лежить механізм, що саморегулюється згідно з частотами навколишнього середовища. Це дозволяє пристрою підлаштовуватися під широкий діапазон частот, які виникають від різних джерел вібрацій, таких як транспорт, рух людей чи машини. Традиційні пристрої для збору енергії мають обмеження: вони працюють ефективно лише в межах певних частот, а навантаження зазвичай концентрується на одному кінці конструкції, що зменшує їхню ефективність.
“Щоденні вібрації – від транспорту, машин чи кроків – охоплюють широкий діапазон частот. Завдяки адаптивній конструкції ці розсіяні джерела руху можна ефективно вловлювати та перетворювати на електроенергію для електронних пристроїв”
Команда під керівництвом професора Вей-Цзюня Су запропонувала іншу концепцію: тонка плівка з полівініліденфториду (ПФД) натягується аналогічно до мембрани барабана, завдяки чому кожна її частина бере участь у генерації електрики. В конструкції використовується мініатюрна рухома маса, яка під дією інерції та гравітації самостійно змінює положення залежно від сили вібрацій. Якщо навколо фіксуються сильніші коливання, маса зміщується, знижуючи робочу частоту пристрою. За слабших вібрацій вона повертається, підвищуючи частоту, що забезпечує самоналаштування системи.
Результати випробувань і перспективи застосування
Лабораторні дослідження показали, що новий пристрій у порівнянні з класичними аналогами майже удвічі перевищує їхню потужність і може працювати у вдвічі ширшому частотному діапазоні. Під час одного з тестів було зафіксовано вихідну напругу майже 29 В – це значний результат для пристрою, що поміщається на долоні. Важливо, що пристрій здатен безперервно адаптуватися до змін енергетичних режимів, не потребуючи сторонньої допомоги, що особливо актуально для змінного характеру вібрацій у повсякденному житті.
У перспективі така технологія може стати основою для створення автономних датчиків, які зможуть функціонувати десятиліттями без зовнішнього живлення. Портативна електроніка та медичні імплантати, оснащені такими системами, більше не вимагатимуть регулярної зарядки.
Результати дослідження опубліковано у науковому журналі Energy Conversion and Management.