研究人員創建具有自動共振調諧機制的環境振動能量收集器

韓國研究人員開發了一種能量收集器，該能量收集器可以通過新穎的自動共振調諧機制從環境頻率不同的振動中產生電能。韓國科學技術研究院(KIST)最近宣布，由KIST電子材料中心的Hyun-Cheol Song博士領導的研究團隊開發了一種能量收集器，該能量收集器可以通過調節能量密度來執行自動共振調諧(ART)。固有頻率本身就可以適應環境條件。

能量收集技術應用于從廢物能源(例如振動，熱，光等)中“收獲”電能。能夠從周圍環境中收集能量的設備可以自行發電，而無需任何電池或連接到電源插座。對于用于無線操作的小型電子設備(例如IoT系統)的獨立電源，此技術特別有用。

汽車，火車，工業現場等產生的振動可以通過能量收集技術來產生電能，但是對于任何現實生活中的應用，必須有一種方法可以通過微小的振動來產生并存儲盡可能多的電能。。為此，必須利用共振現象，在共振現象中，玻璃會被高音調的聲音打碎，或者大的琴橋會被微風吹倒。

但是，能量采集器只有一個固有頻率，但是我們在周圍環境中發現的振動卻以多種不同的頻率發生。這就是為什么必須根據能量收集器的安裝環境對能量收集器進行調整以引起共振的原因，這導致使用能量收集器受到限制。

為了解決該問題，已經開發了使用電動機或微控制器的自調節能量收集器，但是它們存在的問題在于，由于調節電動機或控制器的高能耗，發電效率大大降低了。 。

相反，KIST的研究人員開發了一種具有特殊結構的能量收集器，該能量收集器無需單獨的電氣設備即可將自身調諧到周圍頻率。有一個質量塊自動在能量收集器內部移動，當檢測到周圍環境發生振動時，砝碼會根據振動頻率移動到其他位置。因此，能量收集器獲得與外部振動相同的頻率并實現共振。結果，由KIST研究人員開發的能量采集器可以實現共振的頻率范圍比具有單個固有頻率的現有設備大1,400%。

該研究小組的負責人宋賢哲博士說：“這項研究的意義在于，我們是第一個實現結構簡單，無需額外能耗即可進行自我調整的能量收集器的。大大加快能源收割機的現實生活中的應用。我相信，自我調整能源收割機將獨立上發揮關鍵作用，動力源無線傳感器網絡，可穿戴的電子設備和物聯網，這是一個第四次工業革命的核心技術。”