这款超高效的可穿戴设备可以通过身体运动产生能量

由 DGIST 机器人与机电一体化工程系的 Jang Kyung-In 教授领导的一组研究人员在可穿戴能源技术方面取得了令人兴奋的突破。他们开发了一种可拉伸的能量收集装置,可以通过身体运动产生电能。这种创新设备足够小,可以附着在皮肤或衣服上,[…] 这篇文章《这种超高效的可穿戴设备可以通过身体运动产生电能》首先出现在 Knowridge 科学报告上。

来源:Knowridge科学报告
压缩屈曲过程的光学图像。图片来源:ACS Nano (2024)。
压缩屈曲过程的光学图像。图片来源:ACS Nano (2024)。

由 DGIST 机器人与机电一体化工程系的 Jang Kyung-In 教授领导的研究团队在可穿戴能源技术方面取得了令人振奋的突破。

他们开发了一种可拉伸的能量收集装置,可以通过身体运动产生电能。

这种创新设备足够小,可以附着在皮肤或衣服上,这使其成为可穿戴技术向前迈出的有希望的一步。

这项研究发表在 ACS Nano 杂志上,重点研究压电能量收集器。

ACS Nano

压电装置通过将机械运动(如关节弯曲或皮肤拉伸)转化为电能来发电。

这与使用静电产生电能的摩擦电收集器不同。

许多现有的压电设备使用有机或复合压电物质等材料。 虽然这些材料具有柔韧性,但它们的能量效率低,这意味着它们无法从身体运动中产生足够的能量,无法实用。

这一直是可穿戴能量收集器的主要限制。

张教授的团队通过使用一种名为锆钛酸铅 (PZT) 的材料克服了这一挑战,这种材料具有出色的压电性能。

问题是什么?

PZT 通常硬而脆,难以用于柔性设备。 该团队通过为 PZT 创建三维结构解决了这个问题,使其在保持高能量效率的同时还具有可拉伸性。

该团队还为电极(设备中收集电能的部分)引入了一种巧妙的设计。

他们使用独特的“曲率特定耦合”技术将电极分成几部分。 这可以防止设备弯曲或拉伸时的能量损失,从而确保最大效率。

来源:KSR。

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