자체 충전 웨어러블 장치용으로 제작된 고성능 소형 진동 에너지 하베스터 새로운 수확기는 인간의 보행 동작에서 생성된 전력을 약 9

[아름이]

자체 충전 웨어러블 장치용으로 제작된 고성능 소형 진동 에너지 하베스터
새로운 수확기는 인간의 보행 동작에서 생성된 전력을 약 90배 증폭합니다.
날짜:
2022년 11월 29일
원천:
오사카도립대학
요약:
연구팀이 U자형 금속 진동 증폭 부품으로 직경 약 2cm에 불과한 MEMS(Microelectromechanical System) 압전 진동 에너지 하베스터를 개발했다. 이 장치는 충격 진동으로부터 발전 성능을 약 90배 증가시킬 수 있습니다. 기기의 크기를 늘리지 않고도 발전 성능을 향상시킬 수 있기 때문에 걷는 동작과 같은 비정상 진동에서 소형 웨어러블 기기를 구동할 수 있는 전력을 생성하는 기술이 기대된다.

걷기는 자신의 에너지뿐만 아니라 잠재적으로 웨어러블 전자 장치의 에너지도 높일 수 있습니다. 오사카시립대학 과학자들은 사람의 보행과 같은 충격적 진동에서 발생하는 전력을 약 90배 증폭시키면서 현재 개발된 에너지 하베스터만큼 작습니다. 결과는 Applied Physics Letters 에 게재되었습니다 .

오늘날 사람들은 스마트폰과 같은 여러 전자 장치를 휴대하고 있으며, 웨어러블 장치는 가까운 미래에 점점 더 보편화될 것으로 예상됩니다. 이러한 장치의 보다 효율적인 재충전에 대한 요구로 인해 열과 빛과 같은 에너지를 소형 장치에 전력을 공급할 수 있는 전기로 변환하는 기술인 에너지 하베스팅에 대한 관심이 높아졌습니다. 진동 에너지 하베스팅이라고 하는 에너지 하베스팅의 한 형태는 운동 에너지를 진동에서 전기로 변환할 수 있고 날씨나 기후에 영향을 받지 않는다는 점에서 매우 실용적으로 간주됩니다.

오사카시립대학 공학대학원 요시무라 다케시 부교수 연구팀이 직경 약 2cm에 불과한 미세전자기계시스템(MEMS) 압전 진동 에너지 하베스터를 개발했다. . 기존 하베스터와 비교하여 새로운 하베스터는 사람의 보행 동작에 의해 발생할 수 있는 충격 진동으로부터 변환된 전력을 약 90배 증가시킵니다.

연구팀은 특정 유형의 물질이 가해지는 압력에 반응하여 전하 또는 전압을 생성하는 현상인 압전 ​​효과를 활용한 진동 에너지 하베스터를 개발해 왔습니다. 지금까지 그들은 모터와 세탁기에서 발생하는 것과 같이 일정한 주파수를 가진 기계적 진동으로부터 마이크로 와트 수준의 전기를 생성하는 데 성공했습니다. 그러나 이러한 수확기의 발전량은 사람이 걸을 때 발생하는 진동과 같이 적용된 진동이 비정적 및 충동적일 때 급격하게 떨어집니다.

이 문제에 대응하여 팀은 수확기 아래에 U자형 진동 증폭 부품을 개발하고 통합했습니다. 이 구성 요소는 장치 크기를 늘리지 않고도 발전량을 개선할 수 있도록 했습니다. 이 기술은 스마트폰, 무선 이어폰과 같은 소형 웨어러블 기기에 전력을 공급하기 위해 걷는 동작을 포함한 비정상 진동에서 전력을 생성할 것으로 기대된다.

요시무라 교수는 “전자기기의 에너지 효율화를 기대하는 만큼 본 발명이 자가충전식 웨어러블 기기 구현에 기여할 수 있기를 바란다”고 결론지었다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/