压电和压电电子效应在能量收集和转换中的应用

研究背景

压电材料基换能器已作为主要策略之一开发用于收集环境机械能。与其他技术相比，如静电和电磁换能器，压电系统以其高实际输出功率和相对容易制造而著称。最近，随着纳米技术和传统压电换能器系统的集成，机械能收集技术正在经历革命性的进步。

研究主旨

本文讨论了压电和压电电子效应在能量收集和转换中的应用，特别是利用环境机械能。文章强调了压电材料在收集机械能方面的优势，包括其高输出功率和易于制造的特点。此外，文章提到了纳米技术与传统压电换能器系统的结合如何推动了机械能收集技术的革命性进展。压电材料被用于从振动、呼吸等过程中收集能量，为小型电子设备提供动力，甚至可能为植入式生物医学设备供电。

研究特点

在所有可再生能源中，环境机械能具有几个独特的优势。它是周围环境中最普遍的能量来源，可以独立于天气、时间、地点和介质进行访问。环境机械能的功率密度在每立方厘米几百微瓦到毫瓦之间。因此，它为远程/无线传感器供电和为电子设备的电池充电提供了有希望的机会。此外，人体内存在多种机械能源。最突出的包括：肌肉收缩（肢体和身体关节运动、呼吸、心跳等）和压力波动（循环系统和呼吸系统的血液和空气压力）。这些能源有可能提供毫瓦级的功率，足以使小型生物医学设备正常工作。在体内利用这种类型的能源对于实现自供电植入式生物医学设备至关重要，这些设备可以连续实时地进行感应、监测和各种其他关键的健康功能。

文章出处 压电和压电电子效应在能量收集和转换中的应用