近日，由新加坡科學(xué)技術(shù)研究院完成的一項成果讓電子設(shè)備徹底無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吸收環(huán)境中的低頻振動來為小型電子設(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來進(jìn)行發(fā)電的設(shè)備，但這些設(shè)備必須通過增大體積來提高輸出功率，而且只能吸收某一特定頻率的振動。上述缺陷限制了設(shè)備的實用性。
而IME的研究人員研制的新型振動發(fā)電機的創(chuàng)新點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的適用性，能夠吸收頻率在10~100赫茲之間的振動。
IME傳感與制動器微系統(tǒng)項目主任AlexGu提出了這種能量采集器的技術(shù)理念。對于該器件的工作原理，他解釋說：“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)，通過提高亥姆霍茲共振的強度，來降低輸入振動的差異性。”
據(jù)他介紹，基于上述原理，研究人員能夠?qū)㈦S機輸入的低頻振動轉(zhuǎn)化為一種具有特定頻率的振動，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。
對于這項研究，IME常務(wù)理事Dim-LeeKwong評價說：“該研究向人們展示了一種穩(wěn)定、廉價、靈活且實用的振動發(fā)電模型，相關(guān)設(shè)備有望被用于植入式醫(yī)學(xué)裝置、無線通信和傳感器網(wǎng)等設(shè)備之中。”
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