Naukowcy opracowali przełomowe narzędzie o nazwie C-PVEH, które łączy polimer wzmocniony włóknem węglowym (CFRP) i kompozyty piezoelektryczne, aby generować energię elektryczną z wibracji otoczenia. To trwałe i wydajne urządzenie jest w stanie zasilać urządzenia IoT, oferując znaczący postęp w technologiach oszczędzania energii. Wykorzystując wibracje, za pomocą tej metody i materiałów stworzyli wysoce niezawodne rozwiązanie do pozyskiwania energii.
Zespół naukowców stworzył przełomowe, rewolucyjne urządzenie, które wykorzystuje energię wibracyjną. To narzędzie wykorzystuje połączenie polimeru wzmocnionego włóknem węglowym i kompozytów piezoelektrycznych. Generuje energię elektryczną z najmniejszych wibracji otoczenia. C-PVEH, nowo opracowane urządzenie, stanowi trwałe i niezawodne rozwiązanie o wysokiej wydajności do zasilania urządzeń IoT, co oznacza znaczący krok naprzód w technologiach oszczędzania energii.
Oba kompozyty piezoelektryczne z polimer wzmocniony włóknem węglowym (CFRP), powszechnie używany materiał, są lekkie i mocne. Nowe urządzenie zamienia drgania z otaczającego środowiska na energię elektryczną, dzięki czemu samozasilane czujniki są bardziej wydajne i niezawodne, zgodnie z opublikowanymi badaniami. Proces pozyskiwania energii jest niezbędny do osiągnięcia zrównoważonej przyszłości, ponieważ pozwala przekształcić energię środowiskową w użyteczną energię elektryczną.
Współautor badania i profesor w Szkole Podyplomowej Studiów Środowiskowych Uniwersytetu Tohoku, Fumio Narita mówi: „Przedmioty codziennego użytku, od lodówek po latarnie uliczne, są podłączone do Internetu w ramach Internetu rzeczy (IoT), a wiele z nich jest wyposażonych w czujniki zbierające dane”.
„Jednak te urządzenia IoT potrzebują zasilania, aby działać, co jest trudne, jeśli znajdują się w odległych miejscach lub jest ich dużo”. Fumio dodał:
Energię elektryczną można uzyskać za pomocą promieni słonecznych, ciepła i wibracji. Materiały piezoelektryczne mają niezwykłą zdolność wytwarzanie energii elektrycznej w odpowiedzi na wysiłek fizyczny, co czyni je idealnymi do wykorzystania energii wibracyjnej. trwałość i lekkość CFRP sprawiają, że idealnie nadaje się do zastosowań w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, sprzętu sportowego i sprzętu medycznego.
Profesor Narita mówi, „Zastanawialiśmy się, czy zbieracz energii wibracji piezoelektrycznych (PVEH), wykorzystujący wytrzymałość CFRP w połączeniu z kompozytem piezoelektrycznym, mógłby być bardziej wydajnym i trwałym sposobem zbierania energii”.
Mieszając nanocząsteczki niobianu potasu i sodu (KNN) z żywicą epoksydową, grupa była w stanie wytworzyć urządzenie przy użyciu kombinacji CFRP, zwiększając jego wydajność. CFRP działało jako oba elektroda i jednocześnie wzmacniającego podłoża.
Wysoka wydajność urządzenia pozostała nienaruszona po ponad 100,000 XNUMX wygięciach, jak wykazały testy i symulacje. Wykazano, że możliwość magazynowania wytworzonej energii i dostarczania energii do Oświetlenie LED . Co więcej, jego gęstość wyjściowa energii przewyższa innych kompozytów polimerowych na bazie KNN. C-PVEH spełnił oczekiwania.
Wdrożenie C-PVEH, rewolucyjnego urządzenia wykorzystującego energię wibracyjną, będzie motorem napędowym postępu autonomiczne czujniki IoT, co skłoniło do stworzenia urządzeń IoT zużywających mniej energii.
Narita i jego współpracownicy są podekscytowani postępem technologicznym, jaki osiągnęli. Zespół powiedział, „Oprócz korzyści społecznych płynących z naszego urządzenia C-PVEH, jesteśmy zachwyceni wkładem, jaki wnieśliśmy w dziedzinę pozyskiwania energii i technologii czujników. Połączenie doskonałej gęstości wyjściowej energii i wysokiej odporności może poprowadzić przyszłe badania nad innymi materiałami kompozytowymi do różnych zastosowań”.
Źródło Papier Badania
