Неиспользуемый источник энергии для питания интеллектуальных сенсорных сетей

Электричество, которое освещает наши дома и питает нашу бытовую технику, также создает маленькие магнитные поля, которые присутствуют вокруг нас.

Ученые разработали новый механизм, способный собирать эту растраченную энергию магнитного поля и преобразовывать ее в электричество, достаточное для питания сенсорных сетей нового поколения для "умных" зданий и заводов.

Полезная энергия магнитного поля

"Как солнечный свет является свободным источником энергии, который мы стараемся улавливать, так и магнитные поля", - сказал Шашанк Прия, профессор материаловедения и инженерии и помощник вице-президента по исследованиям Университета штата Пенсильвания. "Эта вездесущая энергия присутствует в наших домах, офисах, на рабочих местах и в автомобилях. Она повсюду, и у нас есть возможность собрать этот фоновый шум и преобразовать его в электричество, пригодное для использования".

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Команда, возглавляемая учеными Университета штата Пенсильвания, разработала устройство, которое при работе с низкоуровневыми магнитными полями, подобными тем, которые встречаются в наших домах и зданиях, обеспечивает выходную мощность на 400 % выше по сравнению с другими современными технологиями.

По словам ученых, эта технология влияет на проектирование "умных" зданий, для которых потребуются беспроводные сенсорные сети с автономным питанием для таких вещей, как мониторинг энергопотребления и эксплуатационных режимов, а также системы дистанционного управления.

"В зданиях известно, что если автоматизировать множество функций, то можно значительно повысить эффективность использования энергии", - сказал Прия. "Здания являются одним из крупнейших потребителей электроэнергии в США. Так что даже снижение потребления энергии на несколько процентов может представлять  мегаватты экономии". Датчики - это то, что позволит автоматизировать эти системы управления, и эта технология является реальным способом питания этих датчиков".

Исследователи разработали тонкие бумажные устройства длиной около 3,8 см, которые можно устанавливать на приборы, светильники или шнуры питания или рядом с ними, где сильнее всего действуют магнитные поля. По словам ученых, эти поля быстро рассеиваются от источника, через который протекает электрический ток.

При размещении в 10 см от обогревателя, устройство производит достаточно электричества для питания 180 светодиодных модулей, а на 20 см, достаточное для питания цифрового будильника. Ученые сообщили об этом в журнале "Energy and Environmental Science".

"Эти результаты обеспечивают значительный прогресс в обеспечении устойчивого электропитания для встроенных датчиков и беспроводных систем связи", - сказал Мин Гю Канг, соавтор исследования.

Ученые использовали композитную структуру, соединив два различных материала вместе. Один из этих материалов является магнитострикционным, который преобразует магнитное поле в напряжение, а другой - пьезоэлектрическим, который преобразует напряжение, или вибрацию, в электрическое поле. Эта комбинация позволяет устройству преобразовывать магнитное поле в электрический ток.

Устройство имеет пучковую конструкцию с одним концом, который зажат, а другой свободен от колебаний в ответ на приложенное магнитное поле. Магнит, установленный на свободном конце пучка, усиливает движение и способствует более высокой выработке электричества, отмечают ученые.

"Красота этого исследования заключается в том, что в нем используются известные материалы, но архитектура спроектирована таким образом, чтобы в основном максимизировать преобразование магнитного поля в электричество", - сказал Прия. "Это позволяет достичь высокой плотности мощности при низких амплитудах магнитного поля". опубликовано econet.ru по материалам techxplore.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet