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振動(dòng)能量收集技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望

作者:張?jiān)? 王戰(zhàn)江; 蔣淑蘭; 王茜 西南交通大學(xué)摩擦學(xué)研究所; 成都610031; 美國(guó)西北大學(xué)機(jī)械工程系; 伊利諾伊州埃文斯頓60208

摘要:氣候變暖、海平面上升、冰川消融等自然環(huán)境變化對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展構(gòu)成巨大挑戰(zhàn),迫使人們加速綠色能源技術(shù)的開(kāi)發(fā)。微納米技術(shù)、機(jī)械與材料工程的迅速發(fā)展使得振動(dòng)能量的收集與應(yīng)用成為可能,其主要部分為通過(guò)電磁轉(zhuǎn)換、靜電轉(zhuǎn)換、壓電轉(zhuǎn)換、磁致伸縮轉(zhuǎn)換、磁電轉(zhuǎn)換、摩擦納米發(fā)電以及它們的復(fù)合形式將振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為電能。其中摩擦納米發(fā)電是最新的研究熱點(diǎn)之一。本文回顧了振動(dòng)能量收集技術(shù)原理、材料、結(jié)構(gòu)等方面的研究現(xiàn)狀,重點(diǎn)綜述了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的主要研究成果,詳細(xì)闡述了多種收集方式的原理、特點(diǎn)和電學(xué)輸出性能,總結(jié)了目前該技術(shù)存在的關(guān)乎耦合性能、頻帶、收集效率、集成性和壽命等有待進(jìn)一步解決的關(guān)鍵問(wèn)題,并由此展望振動(dòng)能量收集技術(shù)的研究發(fā)展趨勢(shì),希望為集能設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域的工作者提供有價(jià)值的參考。

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機(jī)械科學(xué)與技術(shù)

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