http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 16:00:18 來源:網易
據每日科學網站報道,美國密歇根大學的科學家們近日開發出一種微型發電機,可以通過車輛移動、工廠作業和人類運動等產生的隨機振動產生出足夠的電能,可為手表、心髒起搏器和無線傳感器等設備提供能量。

由密歇根大學無線集成微係統工程技術研究中心創造的微型發電機(旁邊是一個典型的AA電池),通過我們身邊的隨機振動發電。
3月26日報道 據每日科學網站報道,美國密歇根大學的科學家們近日開發出一種微型發電機,可以通過車輛移動、工廠作業和人類運動等產生的隨機振動產生出足夠的電能,可為手表、心髒起搏器和無線傳感器等設備提供能量。據悉,這種名為參數頻率增加發電機(PFIGs)的新設備是由美國密歇根大學電氣和計算機工程係主任哈利勒·納傑菲 ( Khalil Najafi)和電氣和計算機工程係博士研究生特左諾·噶爾謝夫(Tzeno Galchev)開發的。
納傑菲表示:“目mu前qian大da多duo數shu類lei似si設she備bei,其qi發fa電dian能neng力li在zai很hen大da程cheng度du上shang都dou會hui受shou限xian,因yin為wei它ta們men是shi依yi靠kao有you規gui律lv的de和he可ke知zhi的de能neng源yuan來lai發fa電dian,而er每mei天tian圍wei繞rao在zai我wo們men周zhou圍wei的de絕jue大da多duo數shu環huan境jing動dong能neng並bing不bu是shi周zhou期qi性xing重zhong複fu發fa生sheng的de。例li如ru,繁fan忙mang街jie道dao上shang的de交jiao通tong、橋梁、隧sui道dao以yi及ji人ren們men上shang下xia樓lou梯ti的de能neng量liang引yin起qi的de振zhen動dong都dou是shi非fei周zhou期qi的de,並bing且qie是shi以yi低di頻pin率lv的de方fang式shi發fa生sheng。而er我wo們men研yan製zhi的de微wei型xing發fa電dian機ji在zai這zhe些xie環huan境jing中zhong會hui更geng加jia有you效xiao。”
據(ju)悉(xi),研(yan)究(jiu)者(zhe)已(yi)經(jing)建(jian)立(li)了(le)三(san)個(ge)原(yuan)型(xing),第(di)四(si)個(ge)原(yuan)型(xing)即(ji)將(jiang)出(chu)爐(lu)。其(qi)中(zhong)的(de)兩(liang)個(ge)發(fa)電(dian)機(ji)原(yuan)型(xing)是(shi)通(tong)過(guo)電(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)來(lai)完(wan)成(cheng)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)的(de),電(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)是(shi)通(tong)過(guo)將(jiang)線(xian)圈(quan)放(fang)置(zhi)在(zai)一(yi)個(ge)變(bian)化(hua)的(de)磁(ci)場(chang)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de),這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)和(he)大(da)型(xing)發(fa)電(dian)廠(chang)的(de)大(da)型(xing)發(fa)電(dian)機(ji)類(lei)似(si)。微(wei)型(xing)發(fa)電(dian)機(ji)體(ti)積(ji)隻(zhi)有(you)一(yi)立(li)方(fang)厘(li)米(mi)。這(zhe)台(tai)最(zui)新(xin)穎(ying)和(he)最(zui)小(xiao)巧(qiao)的(de)設(she)備(bei)采(cai)用(yong)壓(ya)電(dian)材(cai)料(liao)製(zhi)作(zuo)而(er)成(cheng),當(dang)壓(ya)電(dian)材(cai)料(liao)受(shou)到(dao)壓(ya)力(li)時(shi),會(hui)產(chan)生(sheng)電(dian)荷(he)。這(zhe)種(zhong)特(te)性(xing)已(yi)經(jing)用(yong)在(zai)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)的(de)安(an)全(quan)監(jian)控(kong)上(shang)。這(zhe)種(zhong)發(fa)電(dian)機(ji)在(zai)將(jiang)來(lai)可(ke)以(yi)用(yong)來(lai)為(wei)大(da)橋(qiao)感(gan)應(ying)器(qi)供(gong)電(dian),大(da)橋(qiao)感(gan)應(ying)器(qi)在(zai)人(ren)類(lei)的(de)眼(yan)睛(jing)可(ke)以(yi)發(fa)現(xian)問(wen)題(ti)前(qian),可(ke)以(yi)用(yong)來(lai)對(dui)裂(lie)縫(feng)和(he)侵(qin)蝕(shi)問(wen)題(ti)提(ti)出(chu)警(jing)告(gao)。
研究者稱,利用人類身體的獨特振幅,這台微型發電機就可以產生0.5毫瓦的電能(500微瓦),這些能量足夠用來驅動手表,手表驅動隻需要1到10微瓦之間的能量。這些能量還可以驅動心髒起搏器,它需要10到50微瓦的能量。研究者希望微型發電機得到廣泛運用。噶爾謝夫說:“這zhe種zhong發fa電dian機ji最zui終zhong的de目mu標biao是shi能neng夠gou運yun用yong在zai各ge個ge方fang麵mian,例li如ru遠yuan程cheng無wu線xian傳chuan感gan器qi和he移yi植zhi手shou術shu式shi醫yi療liao設she備bei。這zhe種zhong發fa電dian機ji具ju有you很hen長chang的de使shi用yong壽shou命ming,可ke以yi用yong在zai更geng換huan耗hao盡jin的de電dian池chi非fei常chang昂ang貴gui的de地di方fang,以yi及ji用yong在zai更geng糟zao糕gao的de地di方fang,那na就jiu是shi必bi須xu通tong過guo連lian線xian來lai為wei傳chuan感gan器qi提ti供gong電dian能neng。”
納傑菲認為,電池在為當今製造的越來越多的無線傳感器陣列供電時,通常是非常低效的。能源收集(Energy scavenging )可以提供一個更好的選擇。“xianzaixuyaohuidayigegenbendewenti,jiushiruheliyongzhezhongfadianjilaiweiwuxiandianzishebeigongdian。yinweiwuxianshebeiwuchubuzai,tongshihaifeichangyouxiao。muqianyoudaliangdenengliangweiraozaizhexieshebeizhouwei,tamenyizhendongneng、熱能、太陽能和風能的形式存在。”erzhexieweixingfadianjikeyiweianzhizaijianzhuwushangdewuxianchuanganqitigongnengliang,shiqigengjiajieneng,huozheweidaxinggonggongchangsuojiancedusuhuowuranwudewuxianchuanganqitigongnengliang。
據報道,此項研究由美國國家科學基金會、森sen地di亞ya國guo家jia實shi驗yan室shi以yi及ji國guo家jia標biao準zhun與yu技ji術shu研yan究jiu所suo提ti供gong資zi助zhu。美mei國guo密mi歇xie根gen大da學xue正zheng在zai尋xun求qiu專zhuan利li保bao護hu以yi保bao護hu這zhe種zhong微wei型xing發fa電dian機ji技ji術shu的de知zhi識shi產chan權quan。噶ga爾er謝xie夫fu和he其qi他ta合he作zuo者zhe正zheng努nu力li通tong過guo他ta們men的de公gong司siEnertia來將此技術商業化。