Máy thu năng lượng rung hiệu suất cao và nhỏ gọn được tạo ra cho các thiết bị đeo tự sạc
bởi Đại học Osaka Metropolitan
Máy gặt mới có thể khuếch đại năng lượng tạo ra từ rung động khi đi lại của con người khoảng 90 lần trong khi vẫn giữ được kích thước nhỏ như máy gặt thông thường. Ảnh: Yoshimura, Đại học Osaka Metropolitan
Đi bộ có thể tăng cường không chỉ năng lượng của chính bạn mà còn có khả năng là năng lượng của các thiết bị điện tử đeo được của bạn. Các nhà khoa học của Đại học Osaka Metropolitan đã có một bước tiến đáng kể đối với các thiết bị đeo tự sạc với phát minh của họ về máy thu năng lượng dao động áp điện được tăng cường bằng kính lúp động có thể khuếch đại năng lượng tạo ra từ các rung động bốc đồng, chẳng hạn như từ bước đi của con người, khoảng 90 lần, trong khi vẫn giữ nguyên nhỏ như máy thu hoạch năng lượng được phát triển hiện nay. Các kết quả đã được công bố trên Applied Physics Letters.
Ngày nay, mọi người mang theo nhiều thiết bị điện tử chẳng hạn như điện thoại thông minh và các thiết bị đeo được dự kiến sẽ ngày càng trở nên phổ biến trong tương lai gần. Kết quả là nhu cầu sạc lại hiệu quả hơn cho các thiết bị này đã làm tăng sự chú ý đến việc thu hoạch năng lượng, một công nghệ chuyển đổi năng lượng như nhiệt và ánh sáng thành điện năng có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị nhỏ. Một hình thức khai thác năng lượng được gọi là thu hoạch năng lượng rung động được coi là có tính thực tiễn cao vì nó có thể chuyển đổi động năng từ rung động thành điện năng và không bị ảnh hưởng bởi thời tiết hoặc khí hậu.
Một nhóm nghiên cứu do Phó Giáo sư Takeshi Yoshimura từ Trường Cao học Kỹ thuật tại Đại học Osaka Metropolitan đứng đầu đã phát triển một máy thu năng lượng dao động áp điện của hệ thống vi cơ điện tử (MEMS) có đường kính chỉ khoảng 2 cm với một bộ phận kim loại hình chữ U được gọi là kính lúp động. . So với máy gặt thông thường, máy gặt mới cho phép tăng khoảng 90 lần công suất được chuyển đổi từ các rung động xung kích, có thể được tạo ra bởi chuyển động đi lại của con người.
Nhóm đang nghiên cứu phát triển máy thu năng lượng rung động sử dụng hiệu ứng áp điện, một hiện tượng trong đó các loại vật liệu cụ thể tạo ra điện tích hoặc điện áp để đáp ứng với áp suất tác dụng. Cho đến nay, họ đã thành công trong việc tạo ra điện ở cấp độ microwatt từ các rung động cơ học với tần số không đổi, chẳng hạn như các rung động do động cơ và máy giặt tạo ra. Tuy nhiên, việc phát điện của những máy thu hoạch này giảm mạnh khi các rung động được áp dụng là không cố định và mang tính xung động, chẳng hạn như những rung động do con người tạo ra khi đi bộ.
Để đối phó với thách thức này, nhóm đã phát triển và kết hợp bộ phận khuếch đại rung động hình chữ U bên dưới máy gặt đập. Thành phần này cho phép cải thiện khả năng phát điện mà không làm tăng kích thước thiết bị. Công nghệ này dự kiến sẽ tạo ra năng lượng điện từ các rung động không ổn định, bao gồm cả chuyển động đi bộ, để cung cấp năng lượng cho các thiết bị đeo nhỏ như điện thoại thông minh và tai nghe không dây.
Giáo sư Yoshimura kết luận: "Vì các thiết bị điện tử được kỳ vọng sẽ trở nên tiết kiệm năng lượng hơn, chúng tôi hy vọng rằng phát minh này sẽ góp phần hiện thực hóa các thiết bị đeo tự sạc."
