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高效低频振动发电机问世

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高效低频振动发电机问世

近日,由新加坡科学技术研究院完成的一项成果让电子设备彻底无须电池的日子离我们近了一步。该院微电子研究所(IME)的研究人员研制出了一种通过吸收环境中的低频振动来为小型电子设备供电的器件,向人们展示了电池替代技术的可能性。

据了解,此前有科学家已经研制出能够利用低频振动来进行发电的设备,但这些设备必须通过增大体积来提高输出功率,而且只能吸收某一特定频率的振动。上述缺陷限制了设备的实用性。

而IME的研究人员研制的新型振动发电机的创新点是一种以氮化铝材料为基质的能量采集器。这种能量采集器具有很强的适用性,能够吸收频率在10~100赫兹之间的振动。

IME传感与制动器微系统项目主任Alex Gu提出了这种能量采集器的技术理念。对于该器件的工作原理,他解释说:“我们的研究基于涡散现象与亥姆霍兹共振现象之间的耦合效应,通过提高亥姆霍兹共振的强度,来降低输入振动的差异性。”

据他介绍,基于上述原理,研究人员能够将随机输入的低频振动转化为一种具有特定频率的振动,进而使能量采集器的适用性覆盖了较为广阔的低频频谱。

此外,这种能量采集器的能量密度极高,可达1.5×10 -3 W/cm3,相当于目前市面上三块商用植入式锂电池十年的发电量,可极大地缩减设备体积,节省使用成本。