Ходьба может повысить не только вашу собственную энергию, но и потенциально энергию ваших носимых электронных устройств. Ученые Осакского столичного университета добились значительного прогресса в области самозаряжающихся носимых устройств, изобретя пьезоэлектрический сборщик энергии вибрации с динамической лупой, который может усиливать мощность, генерируемую импульсными вибрациями, например, при ходьбе человека, примерно в 90 раз, оставаясь при этом размером с разрабатываемые в настоящее время сборщики энергии. Результаты были опубликованы в Applied Physics Letters.
В наши дни люди носят с собой несколько электронных устройств , таких как смартфоны, и ожидается, что в ближайшем будущем носимые устройства получат все большее распространение. Возникший в результате спрос на более эффективную подзарядку этих устройств увеличил внимание, уделяемое сбору энергии, технологии, которая преобразует энергию, такую как тепло и свет, в электричество, которое может питать небольшие устройства. Одна из форм сбора энергии, называемая сбором энергии вибрации, считается очень практичной, поскольку она может преобразовывать кинетическую энергию вибрации в электричество и не зависит от погоды или климата.
Исследовательская группа под руководством доцента Такеши Йошимура из Высшей инженерной школы Университета Осаки Метрополитан разработала микроэлектромеханическую систему (МЭМС), собирающую пьезоэлектрическую вибрационную энергию диаметром всего около 2 см с U-образным металлическим компонентом, называемым динамической лупой. . По сравнению с обычными комбайнами новый комбайн позволяет примерно в 90 раз увеличить мощность, преобразуемую импульсными вибрациями, которые могут генерироваться при ходьбе человека.
Команда работает над созданием накопителей энергии вибрации , которые используют пьезоэлектрический эффект — явление, при котором определенные типы материалов производят электрический заряд или напряжение в ответ на приложенное давление. До сих пор им удавалось генерировать электричество микроваттного уровня из механических вибраций с постоянной частотой, например, генерируемых двигателями и стиральными машинами. Однако выработка энергии этими комбайнами резко падает, когда прилагаемые вибрации нестационарны и импульсивны, например, при ходьбе человека.
Реагируя на эту проблему, команда разработала и встроила U-образный компонент усиления вибрации под комбайн. Компонент позволил улучшить выработку электроэнергии без увеличения размера устройства. Ожидается, что технология будет генерировать электроэнергию за счет нестационарных вибраций, в том числе при ходьбе, для питания небольших носимых устройств, таких как смартфоны и беспроводные наушники.
Профессор Йошимура заключил: «Поскольку ожидается, что электронные устройства станут более энергоэффективными, мы надеемся, что это изобретение будет способствовать созданию самозаряжающихся носимых устройств».
