Американцы предложили собирать энергию для Интернета вещей из магнитных полей ближайшей электропроводки

Тема добычи электричества из «воздуха» ― из электромагнитного шума, вибраций, света, влажности и много из чего ещё ― волнует как гражданских исследователей, так и их коллег с погонами. Свой вклад в эту тему внесли учёные из Университета штата Пенсильвания. Из магнитных полей близлежащей электропроводки они смогли добыть электричество мощностью в несколько милливатт, чего достаточно, например, для прямого питания цифрового будильника.

В опубликованной в журнале Energy & Environmental Science статье учёные рассказали о расчётах и об изготовлении специальных преобразователей электромагнитных полей в электрический ток. Добывающий элемент выполнен в виде многослойной тонкой пластины с постоянным магнитом на свободном конце (другой конец пластины надёжно закреплён). Сама пластина состоит из слоя пьезоэлектрика и слоя из магнитострикционного материала (Fe85B5Si10 Metglas).

Магнитострикционный материал интересен тем, что при изменении состояния намагниченности его объём и линейные размеры изменяются. Надоедливое гудение катушек в видеокартах ― это, как правило, магнитострикционные изменения в сердечниках. В переменном магнитном поле обычной электропроводки частотой 50 или 60 Гц пластинка из Metglas начинает вибрировать и деформировать приклеенную к ней пластинку из пьезоэлектрика. В подключённой к пластинам сети начинает течь ток.

Впрочем, магнитострикционный материал в паре с пьезоэлектриком вырабатывает только до 16 % электричества, генерируемого элементом. Основную выработку даёт колебание постоянного магнита в электромагнитном поле. Утверждается, что пиковое напряжение на элементе достигает 80 В в поле силой 300 мкТл. Но самое ценное, что разработанный элемент мог добывать достаточно энергии для прямого питания цифровых часов в поле силой менее 50 мкТл на удалении 20 см от электропроводки.

Свои исследование учёные из Университета штата Пенсильвания вели вместе с исследователями компании Virginia Tech и группой Командования по развитию боевых возможностей армии США.

Источник: 3dnews.ru