齿形变速驻极体发电机

转速放大约4500倍

一种将不规律、超低频人体运动转化为高速持续旋转的驻极体发电机，无需处理电路即可输出近乎直流的稳定电能。

陶凯 · Zhao, Zhe · Xinhui, Mao · Shen, Weihe · Changquan, Qiu · Huan, Qi · Tao, Ye · Zhang, Xingxu · 吴进 · 樊康旗 · Honglong, Chang · 苑伟政

Nano Energy 2023

参数信息

平均输出功率

3.95 mW

耦合电流

22.1 μA

波峰因数

1.09

飞轮惯性旋转时长

45 s

最高飞轮转速

1500 rpm

频率提升倍数

4500

输入频率

0.022 Hz

技术优势

动作停了还在转

飞轮在轻敲一下后可惯性旋转约45秒，把人体的瞬时动作延长为持续转动。

转速升四千五百倍

齿形传动把0.022 Hz的输入升频到100 Hz，飞轮最高转速达1500 rpm。

不用整流电路也出直流

多层级相移电极让输出波峰因数只有1.09，省掉复杂的信号处理电路。

放进鞋里就能发电

一样机已集成到鞋中，可输出22.1 μA耦合电流和3.95 mW平均功率。

应用场景

• 柔性电子：用鞋内收集的电能给柔性传感器或显示器件供电，摆脱电池。
• 可穿戴设备：把日常走路和动作变成持续电源，让可穿戴设备免充电。
• 微纳能源收集：从<0.1 Hz的微弱人体运动中收集微瓦级能量，供微系统使用。
• 自供电传感网络：为地下环境监测等传感节点就地供电，免去布线或换电池。
• 纳米发电机：用驻极体旋转结构持续输出直流，适合纳米发电机阵列集成。