紧凑型磁-机-电能量收集器

功率密度提升 124%

通过多重耦合优化,在 1 Oe 弱磁场下实现创纪录的输出功率密度,体积仅 0.97 cm³,可用于自供电无线传感网络。

Xu, Yiwei · Xin, He · Liang, Xianfeng · Heng, Huang · 吴金根 · Ju, Dengfeng · Guo, Jinghong · Dong, Shu-Xiang · 胡忠强 · 刘明

Energy and Environmental Sciences 2025

参数信息

功率密度
0.73 mW cm⁻³ Oe⁻²
体积
0.97 cm³
功率密度提升
124 %

技术优势

体积小,输出高

在仅 0.97 cm³ 的体积内实现 0.73 mW cm⁻³ Oe⁻² 的功率密度,打破了小体积与大输出之间的矛盾。

耦合效率强

通过调节中性轴位置和弯曲刚度,同时强化磁-机械、机械、机-电耦合,提升整体能量转换效率。

弱磁场可用

在 1 Oe 的弱工频磁场下即可工作,适用于输电线等基础设施周边的微弱磁场环境。

已系统验证

通过有限元模型和二自由度等效弹簧-质量模型进行理论分析,并在智能电网无线传感网络中演示供电能力。

应用场景