香港都市大学吕坚院士团队Nano Energy：仿生新型双稳态振动能量群集器 – 质料牛

物联网技术的香港新型睁开匆匆使无线电子器件普遍运用于妄想瘦弱监测、情景监测以及交通清静监测等规模。都市大学动在良多情景下（好比：大批无线配置装备部署场景或者偏远、吕坚量群危害情景），院士替换电池是团队态振不利便、高尚且不环保的仿生。而能量群集技术偏偏可能处置这一下场。双稳与太阳能、集器风能、质料陆地能等常运用的香港新型清洁能源同样，振动能普遍存在于人类生涯中，都市大学动但却很少被群集运用。吕坚量群相较于其余清洁能源，院士振动能与人类的团队态振破费生涯非亲非故，每一每一存在于机械妄想外部，仿生具备能量密度高、易经由微机电零星群集、受天气等内界因素影响较低的特色。因此，普遍运用于便携装置以及大型根基配置装备部署的振动部件上。运用压电质料将振动导致的形变能转化为电能是一种重大、实用的振动能量群集本领，罕有于线性以及非线性两种振动零星中。相较于线性振动能量群集器使命频率颇为窄的特色，非线性振动能量群集器自己的非线性特色使患上其使命频率规模广、输入能量大且转换功能高，因此很适宜运用于振动频率多变的实际运用途景。

克日，香港都市大学吕坚院士课题组与杨征保副传授课题组相助，基于概况机械研磨处置（SMAT）技术制备的双稳态金属纳米质料，开拓了一种仿豆荚妄想的新型双稳态振动能量群集器。双稳态金属纳米质料特有的部份双稳态特色使患上该能量群集用具备使命频带宽、输入电压高、妄想重大、可定制妄想、变形可控、装置方式锐敏等优势。钻研团队经由试验以及模拟的措施对于该振动能量群集器的吸能功能以及能源学特色妨碍了零星性的钻研。

图文导读：

图1. 仿豆荚纳米双稳态振动能量群集器

图2. 正向扫频试验下的振动能量群集功能

图3. 牢靠频率试验下的非线性振动特色

图4. 非线性振动特色的能源学模拟服从

本钻研提出的仿生纳米双稳态振动能量群集器有望在汽车轮胎以及悬架零星、铁路桥梁、飞机机翼等低频振动源中大规模扩散，实现振动能群集或者直接为无线传感器收集节点供电。相关论文以“Soybean-inspired nanomaterial-based broadband piezoelectric energy harvester with local bistability”为题，宣告在《Nano Energy》。本文第一作者为郝凤乾博士，配合第一作者为王标博士以及王旭博士，通讯作者为吕坚院士以及杨征保副教授。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285522009004?dgcid=coauthor

吕坚院士主页：https://www.cityu.edu.hk/mne/people/academic-staff/prof-lu-jian

（本文由香港都市大学吕坚院士课题组供稿。）