Thu hoạch năng lượng là một công nghệ xanh giúp thu hồi (hoặc "thu hoạch") năng lượng lãng phí và chuyển hóa thành điện năng. Những rung động phổ biến xung quanh chúng ta là một trong những nguồn năng lượng đầy hứa hẹn. Đặc biệt, thu năng lượng rung gần đây đã thu hút được sự chú ý đáng kể như một công nghệ cung cấp năng lượng thế hệ tiếp theo vì nó có thể tạo ra năng lượng ổn định, không bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết hoặc địa hình.
Viện Nghiên cứu Tiêu chuẩn và Khoa học Hàn Quốc (KRISS) đã phát triển một siêu vật liệu có thể bẫy và khuếch đại các rung động vi mô trong các khu vực nhỏ. Sự đổi mới này dự kiến sẽ tăng sản lượng điện của việc thu hoạch năng lượng, giúp chuyển đổi năng lượng rung động lãng phí thành điện năng và đẩy nhanh quá trình thương mại hóa nó. Bài báo được công bố trên tạp chí Hệ thống cơ khí và xử lý tín hiệu .
Thu hoạch năng lượng đề cập đến công nghệ chuyển đổi năng lượng lãng phí dưới dạng nhiệt, ánh sáng và rung động thành năng lượng điện. Mặc dù việc sản xuất năng lượng mặt trời, sử dụng ánh sáng mặt trời làm nguồn năng lượng, được sử dụng phổ biến nhưng nó đặt ra những hạn chế như sản lượng không nhất quán và không có khả năng tạo ra điện trong các điều kiện thời tiết và địa hình nhất định.
Ngược lại, việc sử dụng các rung động phổ biến làm nguồn năng lượng cho phép phát điện ổn định mà không bị hạn chế về môi trường xung quanh. Đây là lý do tại sao việc thu năng lượng rung tiếp tục thu hút sự chú ý như một nguồn năng lượng trong tương lai cho các cảm biến Internet of Things (IoT) yêu cầu nguồn điện liên tục 24/7 và các thiết bị y tế đeo trên người có thể đo huyết áp và lượng đường trong thời gian thực.
Các vấn đề chính cản trở việc thu năng lượng rung động là nó có công suất đầu ra thấp hơn và chi phí sản xuất cao hơn, khiến nó trở thành ứng cử viên kém cho ứng dụng thực tế. Trong khi lượng năng lượng được tạo ra tỷ lệ thuận với độ lớn của rung động thu được, thì hầu hết các rung động mà chúng ta gặp trong cuộc sống hàng ngày đều rất nhỏ. Để khắc phục vấn đề quan trọng này, nhiều thiết bị chuyển đổi, chẳng hạn như các phần tử áp điện, nên được lắp đặt ở nhiều vị trí tiếp xúc với các rung động tương đối lớn.
Siêu vật liệu do KRISS phát triển bẫy và tích lũy các rung động vi mô bên trong nó rồi khuếch đại chúng lên hơn 45 lần. Điều này cho phép tạo ra năng lượng điện quy mô lớn với số lượng nhỏ các phần tử áp điện được sử dụng. Bằng cách áp dụng việc thu thập rung động với siêu vật liệu đã phát triển, nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc tạo ra lượng điện trên mỗi đơn vị diện tích nhiều hơn bốn lần so với các công nghệ thông thường.
Đặc biệt, siêu vật liệu mới được phát triển có cấu trúc mỏng, phẳng có kích thước gần bằng lòng bàn tay người lớn, cho phép nó dễ dàng gắn vào bất kỳ bề mặt nào có rung động xảy ra. Vì cấu trúc của nó có thể dễ dàng sửa đổi để phù hợp với vật thể mà nó sẽ được gắn vào nên phạm vi ứng dụng của nó rất đa dạng, từ cảm biến chẩn đoán kiểm tra hư hỏng trong các tòa nhà cao tầng hoặc cầu lớn đến cảm biến sinh học nhỏ theo dõi tình trạng sức khỏe của cá nhân.
Nhà nghiên cứu cấp cao Lee Hyung Jin của Nhóm Đo lường Âm học, Siêu âm và Rung động tại KRISS cho biết: “Nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên trên thế giới tích lũy và khuếch đại thành công các rung động bằng cách sử dụng siêu vật liệu bề mặt để tạm thời giữ lại các rung động”.
Nhà nghiên cứu cấp cao Seung Hong Min của Nhóm Đo lường Không phá hủy cũng bày tỏ sự quan tâm và bình luận: “Siêu vật liệu có thể được sử dụng để phát triển các cảm biến có độ chính xác cao và độ nhạy cao thế hệ tiếp theo bằng cách khuếch đại đáng kể các rung động siêu mịn khó đo bằng máy đo lường. cảm biến thông thường."
Mời đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
