Új módszer a kóbor mágneses mezők begyűjtésére

"Ahogyan a napfény egy ingyenes energiaforrás, amelyet megpróbálunk beszerezni, úgy a mágneses terek is azok" - mondta Shashank Priya, az anyagtudományi és műszaki professzor, valamint a Penn State University kutatási alelnöke. "Ez a mindenütt jelen lévő energia megvan otthonunkban, irodáinkban, munkaterületeinken és autóinkban. Mindenhol ott van és most lehetőségünk van arra, hogy összegyűjtsük ezt a háttérenergiát, hogy felhasználható elektromossággá alakítsuk. "

A Penn State tudósok vezetése alatt álló csoport kifejlesztett egy eszközt, amely 400% -kal nagyobb teljesítményt nyújt, összehasonlítva a legmodernebb technológiákkal, amelyet az otthonunkban és az épületünkben található az alacsony szintű mágneses mezőre fejlesztettek ki. .

Ez a technológia hatással van az intelligens épületek tervezésére, amelyek megkövetelik a vezeték nélküli és önállő érzékelőket, hogy olyan feladatokat hajtsanak végre, mint például az energia és a működési minták figyelése, valamint a távirányító rendszerek.

"Ismert, hogy ha sok funkciót automatizál az épületekben, akkor valóban jelentősen javíthatja az energiahatékonyságot" - mondta Priya. "Az épületek az Egyesült Államok egyik legnagyobb villamosenergia-fogyasztója. Az energiafogyasztás néhány százalékos csökkenése is jelentős megtakarítást jelenthet a megawattokban. A szenzorok lehetővé teszik ezen vezérlők automatizálását és ez a technológia reális módja az érzékelők táplálásának. "

A kutatók körülbelül 1,5 hüvelyk hosszú, papírvékony eszközöket terveztek, amelyeket olyan eszközökre, lámpákra vagy tápkábelekre vagy azok közelében lehet elhelyezni, ahol a mágneses mezők a legerősebbek. A tudósok szerint ezek a mezők gyorsan eloszlanak az áramforrás irányába.

A hőmelegítőtől 4 hüvelyk távolságban a készülék elegendő áramot generált a 180 LED szegmens táplálására, és 8 hüvelyk távolságban elegendő volt egy digitális ébresztőóra táplálásához. A kutatók az eredményekről a Energy and Environmental Science folyóiratban számoltak be.

"Ezek az eredmények jelentős előrelépést jelentenek az integrált érzékelők és a vezeték nélküli kommunikációs rendszerek fenntartható energiája felé" - mondta Min Gyu Kang, a Penn Állami Egyetem kutatási asszisztense és a tanulmány társszerzője.

A kutatók egy összetett szerkezetet használtak, amely két különféle anyagot rétegelt össze. Az egyik ilyen anyag magnetostriktív, amely a mágneses teret feszültséggé alakítja, a másik piezoelektromos, amely a feszültséget vagy rezgést elektromos mezőré alakítja. Ez a kombináció lehetővé teszi a készülék számára, hogy a mágneses teret elektromos árammá alakítsa.

A készülék sugaras szerkezetének az egyik vége zárt , a másik pedig szabadon rezgő az alkalmazott mágneses mezőre reagálva. A tudósok azt állítják, hogy a sugár szabad végére szerelt mágnes felerősíti a mozgást és hozzájárul a nagyobb villamosenergia-termeléshez.

"Ennek a kutatásnak a szépsége az, hogy ismert anyagokat használ, de új architektúrát tervez annak érdekében, hogy maximalizálja a mágneses mező villamos energiává történő átalakítását" - mondta Priya. "Ez lehetővé teszi a nagy teljesítmény elérését kis amplitúdójú mágneses terekben."