Høst energi fra gangende menneskekrop

Et forskerhold ledet af professor Wei-Hsin Liao fra Institut for Mekanik og Automation Engineering, Det kinesiske universitet i Hongkong (CUHK) har udviklet en letvægts smart materialer-baseret energimaskine til fjernelse af energi fra menneskelig bevægelse, skaber uudtømmelig og bæredygtig strømforsyning bare ved at gå.

Specifikt, enheden kan fange biomekanisk energi fra det menneskelige knæs bevægelse og derefter konvertere den til elektricitet, der kan bruges til at drive bærbar elektronik såsom skridttællere, sundhedsmonitorer, og GPS. Dette værk er blevet offentliggjort i Anvendt fysik bogstaver og anbefales som en fremhævet artikel af redaktører.

Indtil nu, forskere har udviklet store enheder til at bruge menneskelig bevægelse til at generere elektricitet, såsom elektromagnetisk generatorbaserede energihøstere til at fange energi, når folk går på løbebånd eller cykler. Imidlertid, disse omfangsrige enheder hæmmer brugernes bevægelse og øger samtidig deres byrde, på grund af den betydelige vægt og store interaktionskraft mellem høstere og menneskekroppen. Dette begrænser den store anvendelse af disse enheder betydeligt. For at overvinde det, et forskerhold under ledelse af professor Liao foreslog og udviklede en letvægts energimaskine, der anvender piezoelektriske makrofiberkompositter integreret med nye mekaniske strukturer.

Piezoelektriske makrofibersammensætninger er lette materialer, som kan producere elektricitet under deformation. Den foreslåede energihøster anvender en bøjningsbjælke og en slider-crank mekanisme til at fange det menneskelige knæs bevægelse, når man går. Derefter, den fangede bevægelse bruges til at deformere piezoelektriske makrofiberkompositter, der er bundet til bøjningsstrålen, så elektricitet produceres, når det menneskelige knæ bøjer eller strækker sig.

Professor Liao sagde, "Det menneskelige knæled har et større bevægelsesområde end andre led i underbenene, såsom ankel og hofte, som gør det muligt for energihøstere at fange bevægelsen lettere og generere mere elektricitet. "Prototypemaskinen, fremstillet af piezoelektriske makrofibersammensætninger, kan generere en gennemsnitlig effekt på 1,6 mW, når bæreren går med omkring 2-6,5 km/t. Den genererede elektricitet er effektiv til at drive almindelige bærbare elektroniske enheder, såsom smarte bånd. Desuden, prototypen vejer kun 307 gram. Når man går med det, bærerens metaboliske omkostninger er næsten de samme, som når man går uden enheden. I modsætning til de eksisterende elektromagnetiske generatorbaserede energihøstere, den lette, smarte materialebaserede energimaskine kan fange energi fra menneskelig bevægelse uden at øge brugerens byrde. Det forventes at fremme brugen af ​​biomekaniske energihøstere betydeligt.

Professor Liao udtalte, "Dette apparat vil tiltrække megen opmærksomhed fra bjergbestigere og vandrere. Hvis de farer vild i fjerntliggende bjerge eller en vildmark, hvor elnettet ikke er tilgængeligt, enheden kan hente energi fra deres bevægelse og konvertere den til elektricitet, gør det muligt for bærere at løbende overvåge deres vitale tegn, kender deres holdning, eller endda sende et SOS -signal til enhver tid, når de har brug for hjælp. På nuværende tidspunkt, vi fokuserer på forbedring af høstmaskinens ydeevne ved at reducere enhedens vægt og øge energieffektiviteten. Vi planlægger at kommercialisere mejetærskeren og markedsføre den gennem samarbejde med tøjproducenter for at integrere enheden i sportstøj. "