Носимое устройство собирает энергию в 280 раз эффективнее аналогов
Ученые из Института науки и технологий Тэгу Кенбук разработали трехмерное растягивающееся пьезоэлектрическое устройство, которое собирает электрическую энергию с помощью движений тела. Его можно прикрепить к коже или одежде, сообщает TechXplore.
Существуют два основных типа приборов для сбора энергии, различающихся по принципу действия: трибоэлектрические и пьезоэлектрические. Новое устройство относится ко второму. В основе пьезоэлектрического метода лежит генерация электричества под воздействием механических деформаций, например, растяжения эластичных материалов или движений суставов.
Пьезоэлектрические энергоустановки, как правило, содержат органические или композитные материалы с низкой энергетической эффективностью. Это затрудняет сбор достаточной мощи от движений тела, в результате использовать их в качестве носимых устройств нецелесообразно.
Разработка исследователей основана на цирконате-титанате свинца (PZT), обладающем высокой пьезоэлектрической эффективностью. У PZT отличные пьезоэлектрические характеристики, но это твердый и хрупкий материал, что не подходит для растягиваемых приспособлений. Однако команда разработала трехмерную структуру PZT, которая нечувствительна к деформации. В результате они получили и высокую энергоэффективность, и растяжимость.
Новая конструкция электродов, учитывающая кривизну поверхности, позволила улучшить процесс преобразования энергии. Их разделение на секции предотвращает потери энергии за счет взаимной компенсации зарядов. Это обеспечило прирост эффективности в 280 раз по сравнению с традиционными решениями.
Ранее ученые представили устройство, которое производит ингредиент удобрений буквально из воздуха.
