研究人员创建具有自动共振调谐机制的环境振动能量收集器

韩国研究人员开发了一种能量收集器，该能量收集器可以通过新颖的自动共振调谐机制从环境频率不同的振动中产生电能。韩国科学技术研究院(KIST)最近宣布，由KIST电子材料中心的Hyun-Cheol Song博士领导的研究团队开发了一种能量收集器，该能量收集器可以通过调节能量密度来执行自动共振调谐(ART)。固有频率本身就可以适应环境条件。

能量收集技术应用于从废物能源(例如振动，热，光等)中“收获”电能。能够从周围环境中收集能量的设备可以自行发电，而无需任何电池或连接到电源插座。对于用于无线操作的小型电子设备(例如IoT系统)的独立电源，此技术特别有用。

汽车，火车，工业现场等产生的振动可以通过能量收集技术来产生电能，但是对于任何现实生活中的应用，必须有一种方法可以通过微小的振动来产生并存储尽可能多的电能。。为此，必须利用共振现象，在共振现象中，玻璃会被高音调的声音打碎，或者大的琴桥会被微风吹倒。

但是，能量采集器只有一个固有频率，但是我们在周围环境中发现的振动却以多种不同的频率发生。这就是为什么必须根据能量收集器的安装环境对能量收集器进行调整以引起共振的原因，这导致使用能量收集器受到限制。

为了解决该问题，已经开发了使用电动机或微控制器的自调节能量收集器，但是它们存在的问题在于，由于调节电动机或控制器的高能耗，发电效率大大降低了。 。

相反，KIST的研究人员开发了一种具有特殊结构的能量收集器，该能量收集器无需单独的电气设备即可将自身调谐到周围频率。有一个质量块自动在能量收集器内部移动，当检测到周围环境发生振动时，砝码会根据振动频率移动到其他位置。因此，能量收集器获得与外部振动相同的频率并实现共振。结果，由KIST研究人员开发的能量采集器可以实现共振的频率范围比具有单个固有频率的现有设备大1,400%。

该研究小组的负责人宋贤哲博士说：“这项研究的意义在于，我们是第一个实现结构简单，无需额外能耗即可进行自我调整的能量收集器的。大大加快能源收割机的现实生活中的应用。我相信，自我调整能源收割机将独立上发挥关键作用，动力源无线传感器网络，可穿戴的电子设备和物联网，这是一个第四次工业革命的核心技术。”