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    科学家利用未使用的能源为智能传感器网络供电
    2021年04月29日    阅读量:16867    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿

    照明我们的房屋并为我们的设备供电的电力还产生了遍布我们周围的小磁场。科学家们开发了一种新的机制,能够收集这种浪费的磁场能量,并将其转化为足够的电能,为智能建筑和工厂的下一代传感器网络供电。


    宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程学教授,副研究副总裁沙尚克·普里亚(Shashank Priya)表示:“就像阳光是我们试图收获的自由能源一样,磁场也是如此中国建材网cnprofit.com。” “我们的房屋,办公场所,工作场所和汽车中都存在这种无处不在的能量。无处不在,我们有机会收集这种背景噪音并将其转换为可用的电能。”


    由宾夕法尼亚州立大学的科学家领导的一个团队开发了一种设备,与低水平磁场(例如我们的房屋和建筑物中的磁场)一起使用时,其功率输出比其他最新技术要高400%。


    科学家说,这项技术对智能建筑的设计产生了影响,智能建筑的设计将需要自供电的无线传感器网络来完成诸如监视能源和运行模式以及远程控制系统的工作。


    Priya说:“在建筑物中,如果您使许多功能实现自动化,则实际上可以显着提高能源效率。” “建筑物是美国最大的电力消耗者之一。因此,即使能源消耗减少百分之几,也可以代表或转化为兆瓦的节省。传感器使这些控制实现自动化成为可能,而这项技术是一种为这些传感器供电的现实方法。”


    研究人员设计了大约1.5英寸长的薄型设备,可以将其放置在磁场最强的设备,灯或电源线上或附近。科学家们说,这些场很快就从流动的电流源中消散了。


    当放置在距空间加热器4英寸处时,该设备产生的电能足以为180个LED阵列供电,而在8英寸处,则足以为数字闹钟供电。科学家在“能源与环境科学”杂志上发表了这些发现。


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    宾州州立大学助理研究员兼该研究的主要作者Min Gyu Kang说:“这些结果为集成传感器和无线通信系统的可持续能源发展提供了重大进展。”


    科学家使用的复合结构体,层叠两种不同的材料在一起。一这些材料的是磁致伸缩的,其中磁场转换成应力,而另一个是压电,它转换应力,或振动,成电场。组合允许设备把一个磁场成电流。


    该装置具有一个梁状,其一端夹紧,而另一自由响应于所施加的磁场而振动的结构。磁体安装在所述光束放大的移动,并有助于朝着更高的电力生产的自由端,科学家说。


    “这项研究的好处是它使用已知的材料,但设计架构的磁场转换基本上最大限度地转化为电能,”普里亚说。“这使得在低幅度的磁场实现高功率密度。”


    Rammohan斯里兰卡Ramdas,宾夕法尼亚州立大学的助理研究教授,参与了研究。


    还特约了李铉和PRASHANT库马尔,在弗吉尼亚理工大学的研究助理和磨憨Sanghadasa,在航空和导弹中心,美国陆军作战能力发展司令部的高级研究科学家。


    一些在本研究中,团队成员都是通过海军研究办公室和其他人通过国家科学基金会资助。


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