دانشمندان از منبع انرژی استفاده نشده برای تغذیه شبکه های حسگر هوشمند استفاده می کنند

الکتریسیته که خانه های ما را روشن می کند و به تجهیزات ما قدرت می دهد ، زمینه های مغناطیسی کوچکی را نیز ایجاد می کند که در اطراف ما وجود دارد. دانشمندان مکانیسم جدیدی را تولید کرده اند که قادر به برداشت این انرژی میدان مغناطیسی تلف شده و تبدیل آن به برق کافی به شبکه های حسگر نسل بعدی برای ساختمان های هوشمند و کارخانه ها می باشد.

شاشان پریا ، استاد علوم و مهندسی مواد و معاون رئیس جمهور برای تحقیقات در ایالت پن می گوید: "درست همانطور که نور خورشید منبع آزاد انرژی است که می خواهیم آن را برداشت کنیم ، زمینه های مغناطیسی نیز هستند." "ما این انرژی فراگیر را در خانه ها ، فضاهای اداری ، فضاهای کاری و اتومبیل های خود داریم. همه جا وجود دارد و ما فرصتی برای برداشتن این سر و صدای پیش زمینه داریم و آن را به برق قابل استفاده تبدیل می کنیم."

تیمی به سرپرستی دانشمندان پن پن ایالت دستگاهی را تولید کردند که 400 درصد توان بالاتر در مقایسه با سایر فناوری های پیشرفته هنگام کار با میدان های مغناطیسی سطح پایین مانند آنچه در خانه ها و ساختمان های ما وجود دارد ، توان تولید بیشتری را فراهم می کند.

این دانشمندان پیامدهای لازم برای طراحی ساختمان های هوشمند را نشان می دهند ، که به دانشمندان شبکه های حسگر بی سیم خود نیاز دارند تا کارهایی مانند نظارت بر انرژی و الگوهای عملیاتی و سیستم های کنترل از راه دور را انجام دهند.

پریا گفت: "در ساختمان ها مشخص شده است که اگر کارکردهای زیادی را خودکار کنید ، در واقع می توانید راندمان انرژی را به میزان قابل توجهی بهبود دهید." "ساختمان ها یکی از بزرگترین مصرف کننده برق در ایالات متحده هستند. بنابراین حتی کاهش چند درصدی مصرف انرژی می تواند مگاوات پس انداز را ترجمه یا ترجمه کند. یک روش واقع بینانه برای تأمین نیرو از این سنسورها ".

محققان دستگاه های نازک کاغذی به طول 1.5 سانتیمتر طراحی کرده اند که می توانند روی وسایل ، چراغها یا سیمهای برق که در آنها قویترین میدان مغناطیسی قرار دارند در نزدیکی آنها قرار بگیرند. دانشمندان می گویند این میدان ها به سرعت از منبع جریان الکتریکی در حال دور شدن هستند.

هنگامی که 4 اینچ از یک بخاری فضایی قرار گرفت ، دستگاه به اندازه کافی برق برای تولید 180 آرایه LED و در 8 اینچ ، به اندازه کافی برای تأمین انرژی زنگ دار دیجیتال تولید می کند. دانشمندان این یافته ها را در مجله انرژی و علوم زیست محیطی گزارش دادند .

مین گیو کانگ ، استادیار تحقیقاتی در ایالت پن و نویسنده همکار در این تحقیق گفت: "این نتایج پیشرفت های چشمگیری را در زمینه قدرت پایدار برای سنسورهای یکپارچه و سیستم های ارتباطی بی سیم ارائه می دهد."

دانشمندان از یک ساختار کامپوزیت استفاده کردند که دو ماده مختلف را در کنار هم قرار داده است. یکی از این مواد مغناطیسی است که یک میدان مغناطیسی را به استرس تبدیل می کند و دیگری پیزوالکتریک است که استرس یا لرزش را به یک میدان الکتریکی تبدیل می کند. این ترکیب به دستگاه اجازه می دهد تا یک میدان مغناطیسی را به یک جریان الکتریکی تبدیل کند.

این دستگاه از ساختار پرتویی مانند برخوردار است که یک انتهای آن گیره شده است و دیگری در پاسخ به میدان مغناطیسی کاربردی لرزش دارد. دانشمندان می گویند آهنربایی که در انتهای آزاد پرتو نصب شده است ، حرکت را تقویت می کند و به تولید بیشتر برق کمک می کند.

پریا گفت: "زیبایی این تحقیق استفاده از مواد شناخته شده است ، اما این معماری را برای اساساً حداکثر رساندن تبدیل میدان مغناطیسی به برق طراحی می کند ." "این امکان دستیابی به چگالی توان بالا را در زیر میدان های مغناطیسی با دامنه کم فراهم می کند."

Rammohan Sri Ramdas ، استادیار پژوهش در ایالت پن ، در این تحقیق شرکت کرد.

همچنین هیون لی و پاشانت کومار ، دستیاران تحقیقاتی در ویرجینیا فناوری و Mohan Sanghadasa ، دانشمند ارشد تحقیقاتی در مرکز هوانوردی و موشک ، فرماندهی توسعه تواناییهای نبرد ارتش آمریکا نیز حضور داشتند.

برخی از اعضای تیم در این مطالعه از طریق دفتر تحقیقات نیروی دریایی و بقیه از طریق بنیاد ملی علوم تأمین مالی می شوند.