混合压电摩擦电风能采集器

8.5 m/s 输出 17.8 V

结合压电悬臂梁与摩擦电旗帜，旗帜在风中飘动带动悬臂梁振动，同时利用两种效应将风能转化为电能，实现更高效的能量收集。

Du, Xiaozhen · Yi, Han · Dongxing, Guo · Wenxiu, Wang · Xiaotong, Liu · Shujun, Wang · 于红 · 王军雷 · Tang, Lihua · Aw, Kean

Nano Energy 2024

参数信息

输出电压

17.8 V

压电部分功率密度

32 mW/m2

摩擦电部分功率密度

37 μW/m2

技术优势

低风速就能发电

优化的旗形结构降低了临界颤振风速，使悬臂梁在较低风速下就被激发振动，从而在 8.5 m/s 时输出 17.8 V。

混合机制提高输出

同时利用压电和摩擦电效应，压电部分功率密度达 32 mW/m²，摩擦电部分达 37 μW/m²，优于单一机制。

直接驱动小电子设备

产生的电能可为电容器充电并点亮 LED 阵列，还能驱动计算器或电子温湿度计等设备。

应用场景

• 自供电无线传感器：替代电池为无线传感器节点供电，免维护、可持续运行。
• 风能收集：把环境风能直接转化为电能，特别适合低风速场景。
• 物联网传感器节点：为物联网传感器节点提供自供电电源，免去更换电池。
• 便携式电子设备：在户外为计算器等便携电子设备应急供电。