科学家们开发了一种名为 C-PVEH 的突破性工具，它结合了碳纤维增强聚合物 (CFRP) 和压电复合材料，可利用环境振动产生电力。这种耐用且高效的设备能够为物联网设备供电，为节能技术带来重大进步。通过利用振动，他们通过这种方法和材料创造了一种高度可靠的能量收集解决方案。
一组科学家发明了一种利用振动能量的革命性突破性设备。该设备采用碳纤维增强聚合物和压电复合材料的组合。它利用最轻微的环境振动产生电力。新开发的设备 C-PVEH 是一种耐用、可靠且高效的物联网设备供电解决方案，标志着节能技术的重大飞跃。
两种采用碳纤维增强聚合物（CFRP）的压电复合材料（CFRP是一种常用材料）都具有轻质高强的特点。根据已发表的研究，这种新型装置能够将周围环境的振动转化为电能，从而提高自供电传感器的效率和可靠性。能量收集对于实现可持续发展的未来至关重要，因为它能够将环境能量转化为可用的电能。
该研究的合著者、东北大学环境研究研究生院教授成田文雄表示：“从冰箱到路灯，日常用品都作为物联网 (IoT) 的一部分连接到互联网，其中许多都配备了收集数据的传感器。”
“但这些物联网设备需要电力才能运行，如果它们位于偏远地区或数量众多，这将是一个挑战。” Fumio 补充道。
太阳光、热能和振动都能产生电能。压电材料具有在物理应力作用下产生电能的卓越能力，使其成为利用振动能的理想材料。碳纤维增强复合材料（CFRP）的耐用性和轻质特性使其成为航空航天、汽车、运动器材和医疗设备等行业的理想选择。
成田教授说：“我们思考过，利用碳纤维增强复合材料（CFRP）的坚固性和压电复合材料，制成压电振动能量收集器（PVEH），是否可以成为一种更高效、更持久的能量收集方式。”
研究团队将铌酸钾钠（KNN）纳米颗粒与环氧树脂混合，利用碳纤维增强复合材料（CFRP）制备了器件，从而提高了器件性能。CFRP同时起到电极和增强基材的作用。
测试和模拟结果表明，该器件在弯曲超过100,000万次后仍保持优异性能。它能够储存产生的能量并为LED照明供电。此外，其能量输出密度优于其他基于KNN的聚合物复合材料。C-PVEH不负众望。
C-PVEH 是一种利用振动能量的革命性装置，其应用将推动自主物联网传感器的发展，从而促进能耗更低的物联网设备的诞生。
成田和他的同事们对他们取得的技术进步感到兴奋。团队表示：“除了我们的C-PVEH装置带来的社会效益外，我们也为在能量收集和传感器技术领域做出的贡献感到激动。优异的能量输出密度和高韧性相结合，可以指导未来对其他复合材料在各种应用领域的研究。”
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