Канадские ученые продемонстрировали инновационную конструкцию пьезоэлектрического микрогенератора. Это устройство способно преобразовывать механическую энергию — в электрическую, например, от движений человека или вибрации. Примечательно, что в основе изобретения лежат не традиционные пьезокерамические материалы, а перспективные перовскиты.
Что такое пьезоэлектричество
Пьезоэлектрический эффект — это свойство некоторых материалов генерировать электрический заряд при механической деформации. И наоборот, при приложении электрического поля такие материалы деформируются. Это явление нашло широкое применение в различных устройствах, от зажигалок до ультразвуковых датчиков.
Почему перовскиты
Перовскиты — это особый класс материалов с уникальными свойствами. Они обладают высокой эффективностью преобразования энергии, гибкостью и могут быть изготовлены при относительно низких температурах. Эти характеристики делают их перспективными кандидатами для создания новых поколений солнечных батарей, светодиодов и, как показало последнее исследование, пьезоэлектрических генераторов.
Преимущества нового микрогенератора
Использование перовскитов позволило создать устройство с рекордной плотностью тока, что означает более высокую выходную мощность при тех же размерах. Кроме того, перовскиты относительно дешевы в производстве, что делает новые микрогенераторы более доступными. Также, благодаря своей структуре, перовскитные материалы могут быть использованы для создания гибких и прочных устройств, которые могут быть интегрированы в различные поверхности и предметы.
Как работает новый микрогенератор
Ученые из Университета Ватерлоо разработали специальную композитную структуру, в которой наночастицы перовскита распределены в матрице из другого материала. Такая конструкция позволила повысить диэлектрическую проницаемость материала и одновременно улучшить его механическую прочность.
Новые пьезоэлектрические микрогенераторы открывают широкие перспективы для создания:
- Самозаряжающихся гаджетов. Смартфоны, фитнес-трекеры и другие портативные устройства смогут получать энергию от движений человека.
- «Умной» одежды. Одежда с встроенными датчиками и сенсорами, питаемая от движений тела.
- Самодостаточных датчиков. Сенсоры для мониторинга окружающей среды, которые не требуют внешнего источника питания.
- Энергоэффективных зданий. Системы сбора энергии от вибраций и деформаций зданий.
Источник:
© Русская Семерка
