Um novo dispositivo híbrido de coleta de energia pode um dia substituir a necessidade de baterias em certos dispositivos eletrônicos de baixa potência. O novo dispositivo coleta a energia desperdiçada no ambiente de vibrações mecânicas e campos magnéticos para gerar eletricidade sustentável, que poderia fornecer energia suficiente para operar sensores sem fio, marcapassos cardio, e outros aplicativos.

Os pesquisadores, liderado por Fulei Chu na Universidade Tsinghua em Pequim, publicaram um artigo sobre o novo dispositivo híbrido de coleta de energia em uma edição recente da Cartas de Física Aplicada .

Nos últimos anos, a captação de energia tem se tornado uma opção cada vez mais atrativa para substituir as baterias que são usadas em dispositivos de baixo consumo de energia. Considerando que as baterias têm uma vida útil limitada e devem ser substituídas ou recarregadas regularmente, Dispositivos de captação de energia podem operar de forma ideal e autônoma por períodos de tempo muito mais longos.

Um dos maiores desafios enfrentados pelos coletores de energia é gerar energia suficiente para aplicações práticas. Uma forma de aumentar a potência de saída é colher mais de um tipo de energia. Por exemplo, embora haja uma variedade de dispositivos que coletam energia mecânica ou magnética, muito poucos dispositivos podem coletar ambos, apesar do fato de que a energia mecânica e magnética do ambiente muitas vezes aparecem juntas em ambientes industriais, como perto de máquinas elétricas rotativas.

No novo estudo, os pesquisadores mostraram que a energia mecânica e magnética são "interativas, " para que, quando combinados, eles aumentam a potência de saída ideal acima do nível que é possível usando cada tipo de energia sozinho. Eles demonstraram as melhorias teórica e experimentalmente usando um feixe cantilever feito de um material laminado magnetostritivo / pieozoelétrico, que se move em resposta a campos magnéticos e vibrações.

"Propusemos a ideia de tirar proveito de duas abordagens diferentes de coletores de energia e mostrar suas interações, "Chu disse Phys.org . "Como sabemos, coletores de energia têm sido investigados há décadas e muitos métodos estão envolvidos. Contudo, cada abordagem tem suas deficiências. É difícil e interessante romper as limitações do harvester de energia única. Além disso, revelar a relação interativa é importante para o trabalho como um todo. "

Entre seus resultados, os pesquisadores descobriram que a potência de saída depende se as excitações mecânicas e magnéticas têm frequências iguais ou diferentes. Se as frequências forem iguais, então, sua diferença de fase (quanto uma onda é deslocada em relação à outra) afeta diretamente a tensão de saída. Por outro lado, se as frequências forem diferentes, então a diferença de fase tem pouco efeito na tensão de saída, e, de fato, a tensão de saída híbrida não é mais uma simples onda senoidal.

Com esses insights, os pesquisadores demonstraram melhorias na capacidade de energia, confiabilidade, e potência de saída ideal do dispositivo híbrido de coleta de energia. Geral, eles acreditam que o desempenho do dispositivo sugere que a abordagem híbrida oferece uma alternativa promissora para alimentar eletrônicos de baixa potência no futuro.

"Planejamos conduzir pesquisas mais profundas no campo de colheitadeiras de energia no futuro, "Chu disse." Energia eólica, energia das ondas, e mais aplicações de materiais inteligentes em sistemas de energia serão o foco de nossa pesquisa, além das investigações adicionais deste artigo. "

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