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韩国标准科学研究院开发超材料捕获放大微振动,提升能量收集效率

韩国标准科学研究院(KRISS),大田,韩国

KRISS开发的超材料。(图片来源:韩国标准科学研究院)

微振动捕获放大超材料

韩国标准科学研究院(KRISS)开发出一种能在小区域捕获并放大微振动的超材料。此创新有望提高能量收集功率输出——将振动能转化为电能——并加速其商业化。

能量收集指将热、光、振动等废弃能量转化为电能的技术。利用阳光的太阳能发电虽常用,但受输出不稳定、特定天气无法发电等限制。

相反,利用无处不在的振动作为能源可实现无环境约束的稳定发电。这也是振动能量收集持续受关注的原因,作为需要恒定24/7供电的物联网(IoT)传感器和需实时监测血压血糖的可穿戴医疗设备的未来电源。

解决功率输出低、成本高痛点

阻碍振动能量收集的主要问题是功率输出低、生产成本高,不适合实际应用。发电量与收集振动幅度成正比,但日常遇到的振动多微小。

为克服此问题,需在相对大振动暴露位置安装多个压电元件等转换装置。

KRISS开发的超材料在内部捕获累积微振动并放大45倍以上。这使少量压电元件也能产生大规模电力。应用该超材料振动收集,研究团队实现单位面积发电量超传统技术4倍以上。

薄片结构、应用广泛

新开发超材料为薄平结构,约成人手掌大小,易贴附于任何振动发生表面。结构易修改适配待贴物体,应用范围广泛:从检查高层建筑或大桥损伤的诊断传感器,到监测个人健康状况的小型生物传感器。

"这是世界首次利用暂时捕获振动的表面超材料成功累积放大振动。"——李炯镇,KRISS声学超声振动计量组高级研究员

"超材料可大幅放大常规传感器难以测量的超微振动,可用于开发下一代高精度高灵敏度传感器。"——Seung Hong Min,KRISS无损计量组高级研究员

更多信息请联系Eunhye Bae,邮箱:此邮箱受反垃圾邮件保护,需启用JavaScript查看。

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