新设备较可穿戴能量采集器能效提升280倍
发布时间: 2024-12-22 08:21:15
科技日报讯（记者刘霞）韩国科学家开发出一种三维可拉伸压电能量采集器。这款设备可以附着在皮肤或衣服上，将身体的运动转化为电能收集起来。与传统可穿戴能量采集器相比，新设备的能效提高了280倍。相关论文发表于新一期《美国化学会·纳米》杂志。
能量采集器基于不同的工作原理，主要分为两大类：一类依靠摩擦生电效应；另一类依靠压电效应。最新设备基于压电效应，通过皮肤的弹性或关节运动等身体活动，巧妙地将机械能转化为电能。
大邱庆北科学技术研究所机器人与机电工程系研究人员说，过去虽然也有科学家尝试研制压电能量采集器，但其中大多数采用有机或复合基压电材料，这些材料能效相对较低。因此，想要从身体运动中获取足够的能量，就变得异常困难，这也大大限制了它们作为可穿戴能源设备的使用。而最新开发的设备基于具有很高压电效率的锆钛酸铅（PZT）。
研究人员进一步解释说，尽管PZT具有优异的压电性能，但又硬又脆，很难用其制作可拉伸器件。为解决这一问题，他们将PZT设计成对变形不敏感的三维结构，使其兼具高能效和可拉伸性。此外，他们还设计开发出一种全新的曲率特定耦合电极，将电极分成不同部分，确保设备产生的电能不会相互抵消。
研究人员表示，在上述技术的强力支撑下，他们研制出的能效比传统拉伸压电能量采集器高280倍。他们希望这项技术能进行商业化生产，应用于实际生活。
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