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科學家利用未使用的能源為智能傳感器網絡供電
2021年04月29日    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com    |  投稿

照明我們的房屋并為我們的設備供電的電力還產生了遍布我們周圍的小磁場??茖W家們開發了一種新的機制,能夠收集這種浪費的磁場能量,并將其轉化為足夠的電能,為智能建筑和工廠的下一代傳感器網絡供電。


賓夕法尼亞州立大學材料科學與工程學教授,副研究副總裁沙尚克·普里亞(Shashank Priya)表示:“就像陽光是我們試圖收獲的自由能源一樣,磁場也是如此中國建材網cnprofit.com?!?“我們的房屋,辦公場所,工作場所和汽車中都存在這種無處不在的能量。無處不在,我們有機會收集這種背景噪音并將其轉換為可用的電能?!?/p>


由賓夕法尼亞州立大學的科學家領導的一個團隊開發了一種設備,與低水平磁場(例如我們的房屋和建筑物中的磁場)一起使用時,其功率輸出比其他最新技術要高400%。


科學家說,這項技術對智能建筑的設計產生了影響,智能建筑的設計將需要自供電的無線傳感器網絡來完成諸如監視能源和運行模式以及遠程控制系統的工作。


Priya說:“在建筑物中,如果您使許多功能實現自動化,則實際上可以顯著提高能源效率?!?“建筑物是美國最大的電力消耗者之一。因此,即使能源消耗減少百分之幾,也可以代表或轉化為兆瓦的節省。傳感器使這些控制實現自動化成為可能,而這項技術是一種為這些傳感器供電的現實方法?!?/p>


研究人員設計了大約1.5英寸長的薄型設備,可以將其放置在磁場最強的設備,燈或電源線上或附近??茖W家們說,這些場很快就從流動的電流源中消散了。


當放置在距空間加熱器4英寸處時,該設備產生的電能足以為180個LED陣列供電,而在8英寸處,則足以為數字鬧鐘供電??茖W家在“能源與環境科學”雜志上發表了這些發現。


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賓州州立大學助理研究員兼該研究的主要作者Min Gyu Kang說:“這些結果為集成傳感器和無線通信系統的可持續能源發展提供了重大進展?!?/p>


科學家使用的復合結構體,層疊兩種不同的材料在一起。一這些材料的是磁致伸縮的,其中磁場轉換成應力,而另一個是壓電,它轉換應力,或振動,成電場。組合允許設備把一個磁場成電流。


該裝置具有一個梁狀,其一端夾緊,而另一自由響應于所施加的磁場而振動的結構。磁體安裝在所述光束放大的移動,并有助于朝著更高的電力生產的自由端,科學家說。


“這項研究的好處是它使用已知的材料,但設計架構的磁場轉換基本上最大限度地轉化為電能,”普里亞說?!斑@使得在低幅度的磁場實現高功率密度?!?/p>


Rammohan斯里蘭卡Ramdas,賓夕法尼亞州立大學的助理研究教授,參與了研究。


還特約了李鉉和PRASHANT庫馬爾,在弗吉尼亞理工大學的研究助理和磨憨Sanghadasa,在航空和導彈中心,美國陸軍作戰能力發展司令部的高級研究科學家。


一些在本研究中,團隊成員都是通過海軍研究辦公室和其他人通過國家科學基金會資助。


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