Разработан носимый сборщик энергии

Исследователи из Департамента робототехники и мехатроники в DGIST представили инновационное устройство – трехмерный растягивающийся пьезоэлектрический сборщик энергии, способный преобразовывать движения тела в электричество.

Это технологическое решение, предназначенное для интеграции в носимые гаджеты, может быть удобно закреплено на коже или одежде. Результаты исследования были опубликованы в журнале ACS Nano.

Устройство функционирует на основе пьезоэлектрического эффекта, который заключается в преобразовании механической энергии в электрическую при воздействии на него различных механических движений, таких как растяжение кожи или сгибание суставов. Это позволяет устройству генерировать электричество даже при обычных повседневных действиях человека.

Благодаря своей гибкой структуре и удобной форме, этот пьезоэлектрический сборщик энергии может быть интегрирован в различные виды одежды, аксессуаров и других носимых устройств, обеспечивая удобство использования и эффективное преобразование энергии.

Пьезоэлектрические устройства, в отличие от сборщиков энергии на основе трибоэлектрического эффекта, обладают более стабильными характеристиками. Основной материал, используемый в разработке, - цирконат-титанат свинца (PZT), известный своей высокой энергоэффективностью.

Для применения PZT в растягивающихся устройствах ученые столкнулись с проблемой его жесткости и хрупкости. Для решения этого вопроса был разработан материал в трехмерной форме, который не подвержен деформациям. Это позволило объединить растяжимость с высокой эффективностью преобразования энергии, что делает такие устройства идеальными для носимых технологий.

Новые исследования показали, что команда разработала инновационную конструкцию соединительных электродов, которая была разделена на секции для предотвращения взаимного гашения электрической энергии. Этот подход, зависимый от кривизны структуры, значительно повысил энергоэффективность устройства. Благодаря этому новая система оказалась в 280 раз эффективнее традиционных растягивающихся пьезоэлектрических сборщиков энергии.

Проведенные эксперименты не только подтвердили стабильность устройства при различных нагрузках, но и его способность сохранять производительность после многократных циклов деформации. Эти важные характеристики делают его перспективным для использования в сложных условиях, обеспечивая постоянный сбор энергии от движений тела. Таким образом, новая разработка имеет потенциал стать ключевым элементом в области энергосбережения и увеличения эффективности устройств, работающих за счет движения.

Новое открытие в области разработки носимых сборщиков энергии вызвало интерес у исследователей, которые считают его значительным прогрессом. Они утверждают, что технология станет популярной после того, как будет внедрена в коммерческие целях, что откроет новые перспективы для самостоятельных носимых устройств. Это открытие может привести к революции в области энергосбережения и повысить удобство использования портативных устройств.

Источник и фото - lenta.ru