由大阪公立大学研究生院一年级博士生 SengsavangAphayvong 和副教授 Takeshi Yoshimura 领导的研究小组与兵库大学研究生院和大阪工业科学技术研究所合作,开发了一种紧凑型振动放大装置搭载了U字型振动放大器的部件开发了振动发电元件。我们已经成功地将人类行走产生的振动的发电性能提高了约 1 倍。
近年来,从环境中的热和光等微小能量中提取电能的技术(能量收集)受到关注。其中,从振动物体的动能中提取能量的技术称为振动发电,不受天气影响。
迄今为止,该研究组通过开发利用压电效应的振动发电元件,成功地从电机和洗衣机等具有恒定周期的机械振动中产生微瓦级的电力。但是,存在因人的行走等产生的冲击性振动而使发电量大幅降低的问题。
理论分析表明,在脉冲振动的情况下,发电元件中可以储存的动能很小,这是发电量下降的原因。因此,我们的目标是增加可以从脉冲振动中接收的动能,并使用一种可以将其累积一定时间的机制。
因此,我们开发了一种新的一日元硬币大小的元件,通过将具有 U 形结构的振动放大部分安装到振动发电元件上,将振动能量转换为电能。结果,我们成功地将脉冲振动的发电性能提高了约 1 倍。
这项研究的结果是可以在不增加元件面积的情况下提高发电性能。预计将应用于产生电力的技术,该技术可以从包括步行运动在内的非平稳振动中驱动智能手机和无线耳机等小型可穿戴终端。
纸张信息:[Applied Physics Letters] 在脉冲力作用下通过动态放大镜增强压电 MEMS 振动能量收集器的性能