科学者たちは、炭素繊維強化ポリマー (CFRP) と圧電複合材を組み合わせて周囲の振動から電力を生成する、C-PVEH と呼ばれる画期的なツールを開発しました。この耐久性と効率性に優れたデバイスは IoT デバイスに電力を供給でき、省エネ技術の大きな進歩をもたらします。この方法と材料によって振動を利用することで、科学者たちはエネルギー収集のための信頼性の高いソリューションを生み出しました。
科学者チームが、振動エネルギーを利用する画期的な革命的なデバイスを開発しました。このツールは、炭素繊維強化ポリマーと圧電複合材を組み合わせて使用し、周囲のわずかな振動から電力を生成します。新しく開発されたデバイスである C-PVEH は、IoT デバイスに電力を供給するための高効率で耐久性と信頼性に優れたソリューションであり、省エネ技術の大きな進歩を示しています。
圧電複合材は 炭素繊維強化ポリマー（CFRP）一般的に使用される材料である 軽くて丈夫新しいデバイス 周囲の環境からの振動を電気に変換する発表された研究によると、エネルギーハーベスティングにより、自己発電型センサーの効率と信頼性が向上します。エネルギーハーベスティングのプロセスは、環境エネルギーを使用可能な電気エネルギーに変換できるため、持続可能な未来を実現するために不可欠です。
この研究の共著者であり、東北大学大学院環境科学研究科の教授である 成田文雄 言う 「冷蔵庫から街灯まで、日用品はモノのインターネット（IoT）の一環としてインターネットに接続されており、その多くにデータを収集するセンサーが搭載されています。」
「しかし、これらの IoT デバイスが機能するには電力が必要です。そのため、デバイスが遠隔地にある場合や、デバイスが多数ある場合には困難になります。」 文雄氏はさらに付け加えた。
電気エネルギーは太陽光、熱、振動によって生成されます。 圧電材料 驚くべき能力を持っている 身体的な負担に応じて電気を生み出す振動エネルギーを利用するのに最適です。 CFRPの耐久性と軽量性 航空宇宙、自動車、スポーツ機器、医療機器業界での使用に最適です。
成田教授は言う。 「我々は、CFRPの堅牢性と圧電複合材を組み合わせた圧電振動エネルギーハーベスター（PVEH）が、より効率的で耐久性のあるエネルギー収集手段になるのではないかと考えました。」
混ぜることで 研究グループは、ニオブ酸カリウムナトリウム（KNN）ナノ粒子をエポキシ樹脂と組み合わせることで、CFRPとの組み合わせでデバイスを製造し、その性能を向上させることに成功した。CFRPは、 電極 同時に補強基板も備えています。
テストとシミュレーションにより、このデバイスは100,000万回以上折り曲げられても高性能を維持していることが証明されました。 生産されたエネルギーを貯蔵し、電力を供給する能力 〜へ LED照明さらに、その エネルギー出力密度が KNN をベースにした他のポリマー複合材料と比較して、C-PVEH は期待どおりの性能を発揮しました。
振動エネルギーを利用する革新的なデバイスであるC-PVEHの導入により、 自律型IoTセンサーより少ないエネルギーを消費する IoT デバイスの開発を促進します。
成田氏と彼の同僚たちは、自分たちが成し遂げた技術の進歩に興奮している。チームはこう語った。 「当社の C-PVEH デバイスの社会的メリットだけでなく、エネルギーハーベスティングとセンサー技術の分野への貢献にも大変満足しています。優れたエネルギー出力密度と高い復元力の融合は、さまざまな用途向けの他の複合材料の将来の研究の指針となるでしょう。」
ソース 研究論文
