近日，由新加坡科學(xué)技術(shù)研究院完成的一項(xiàng)成果讓電子設(shè)備徹底無(wú)須電池的日子離我們近了一步。該院微電子研究所（IME）的研究人員研制出了一種通過(guò)吸收環(huán)境中的低頻振動(dòng)來(lái)為小型電子設(shè)備供電的器件，向人們展示了電池替代技術(shù)的可能性。
據(jù)了解，此前有科學(xué)家已經(jīng)研制出能夠利用低頻振動(dòng)來(lái)進(jìn)行發(fā)電的設(shè)備，但這些設(shè)備必須通過(guò)增大體積來(lái)提高輸出功率，而且只能吸收某一特定頻率的振動(dòng)。上述缺陷限制了設(shè)備的實(shí)用性。
而IME的研究人員研制的新型振動(dòng)發(fā)電機(jī)的創(chuàng)新點(diǎn)是一種以氮化鋁材料為基質(zhì)的能量采集器。這種能量采集器具有很強(qiáng)的適用性，能夠吸收頻率在10~100赫茲之間的振動(dòng)。
IME傳感與制動(dòng)器微系統(tǒng)項(xiàng)目主任AlexGu提出了這種能量采集器的技術(shù)理念。對(duì)于該器件的工作原理，他解釋說(shuō)：“我們的研究基于渦散現(xiàn)象與亥姆霍茲共振現(xiàn)象之間的耦合效應(yīng)，通過(guò)提高亥姆霍茲共振的強(qiáng)度，來(lái)降低輸入振動(dòng)的差異性。”
據(jù)他介紹，基于上述原理，研究人員能夠?qū)㈦S機(jī)輸入的低頻振動(dòng)轉(zhuǎn)化為一種具有特定頻率的振動(dòng)，進(jìn)而使能量采集器的適用性覆蓋了較為廣闊的低頻頻譜。
此外，這種能量采集器的能量密度極高，可達(dá)1.5×10-3W/cm3，相當(dāng)于目前市面上三塊商用植入式鋰電池十年的發(fā)電量，可極大地縮減設(shè)備體積，節(jié)省使用成本。
對(duì)于這項(xiàng)研究，IME常務(wù)理事Dim-LeeKwong評(píng)價(jià)說(shuō)：“該研究向人們展示了一種穩(wěn)定、廉價(jià)、靈活且實(shí)用的振動(dòng)發(fā)電模型，相關(guān)設(shè)備有望被用于植入式醫(yī)學(xué)裝置、無(wú)線通信和傳感器網(wǎng)等設(shè)備之中。”
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