Компактний збирач енергії вібрації, створений для самозаряджання переносних пристроїв

Ходьба може збільшити не лише вашу власну енергію, але й, потенційно, енергію ваших електронних пристроїв, які можна носити. Вчені Столичного університету Осаки зробили значний прогрес у галузі самозарядних переносних пристроїв, винайшовши п’єзоелектричний вібраційний накопичувач енергії з динамічною лупою, який може посилювати потужність, що генерується від імпульсних вібрацій, наприклад, від ходьби людини, приблизно в 90 разів, залишаючись при цьому такі ж маленькі, як зараз розроблені енергетичні комбайни.

У наші дні люди носять із собою кілька електронних пристроїв, таких як смартфони, і очікується, що в найближчому майбутньому пристрої стануть все більш поширеними. Викликаний попит на більш ефективну зарядку цих пристроїв збільшив увагу до збору енергії, технології, яка перетворює таку енергію, як тепло і світло, в електрику, яка може живити невеликі пристрої. Одна з форм збору енергії, яка називається збиранням енергії вібрації, вважається дуже практичною, оскільки вона може перетворювати кінетичну енергію з вібрації в електрику і не залежить від погоди чи клімату.

Дослідницька група на чолі з доцентом Такеші Йошімурою з Вищої школи інженерії Столичного університету Осаки розробила мікроелектромеханічну систему (MEMS) з п’єзоелектричною вібраційною енергією, яка має лише приблизно 2 см у діаметрі з U-подібним металевим компонентом, який називається динамічною лупою. У порівнянні зі звичайними комбайнами, новий комбайн дозволяє приблизно в 90 разів збільшити потужність, що перетворюється на імпульсні вібрації, які можуть бути створені рухом людини під час ходьби.

Команда працювала над розробкою збирачів енергії вібрації, які використовують п’єзоелектричний ефект, явище, при якому певні типи матеріалів виробляють електричний заряд або напругу у відповідь на прикладений тиск. Наразі їм вдалося генерувати електроенергію на рівні мікроват від механічних коливань із постійною частотою, таких як ті, що генеруються двигунами та пральними машинами. Однак генерація електроенергії цими комбайнами різко падає, коли застосовувані вібрації нестаціонарні та імпульсивні, наприклад ті, що виникають під час ходьби людини.

Відповідаючи на цей виклик, команда розробила та включила U-подібний компонент посилення вібрації під комбайн. Компонент дозволив покращити генерацію електроенергії без збільшення розміру пристрою. Очікується, що технологія буде генерувати електроенергію від непостійних вібрацій, у тому числі під час ходьби, для живлення невеликих переносних пристроїв, таких як смартфони та бездротові навушники.

Професор Йосімура підсумував: «Оскільки очікується, що електронні пристрої стануть більш енергоефективними, ми сподіваємося, що цей винахід сприятиме реалізації самозарядних пристроїв». Джерело