自谐振智能能量采集器的研制

物联网(IoT)要求安装不受时间和空间限制，因此需要不受电池或电源线限制的独立电源。能量收集技术从汽车、建筑物和家用电器等日常环境中收集振动、热量、光和电磁波等浪费的能量，并将其转化为电能。能量收集器可以在没有外部电源的情况下收集环境能源，从而产生足够的电力来运行小型电子设备。

韩国科学技术研究院(KIST，院长 Seok Jin Yoon)宣布，电子材料研究中心的 Hyun-Cheol Song 博士的研究团队开发了一种自主共振调谐 (ART) 压电能量收集器，可根据周边环境。开发的能量收集器可以在超过 30 Hz 的宽带宽上调整自身的共振，并将吸收的振动能量转化为电能。

将振动转换为电能的能量收集过程不可避免地会造成机械能损失，从而导致能量转换效率低下。这个问题可以利用当物体的固有频率与振动频率匹配时振动放大的共振现象来解决。然而，虽然能量收集器的固有频率是固定的，但我们在日常环境中遇到的各种振动具有不同的频率范围。为此，每次都必须根据使用环境调整收割机的固有频率，以引起共振，难以投入实际使用。

因此，KIST 研究团队开发了一种专门设计的能量收集器，无需单独的电气设备即可将自身调谐到周围的频率。当能量采集器感应到周围环境的振动时，附着在采集器上的自适应钳位系统(调谐系统)将其频率调制为与外部振动相同的频率，从而实现共振。结果，可以在 2 秒内快速实现谐振频率调谐，在超过 30Hz 的宽带宽中连续发电。

为了在现实世界中验证 ART 功能，将这种配备调谐系统的能量收集器安装在行驶车辆上。与之前研究中引入的压电能量收集器不同，它成功地在振动频率不断变化的环境中驱动了一个没有电池的无线定位设备。领导这项研究的宋博士(KIST)说：“这一结果表明，利用振动的能量收集器可以很快应用到我们的现实生活中。它有望作为无线传感器的独立电源，包括物联网， 将来。”