（文章來源：科技報(bào)告與資訊）

電力系統(tǒng)在為我們的房屋照明和設(shè)備供電的同時(shí)，周圍還會(huì)產(chǎn)生一些小的磁場(chǎng)?？茖W(xué)家們開發(fā)了一種新的機(jī)制，能夠收集這種浪費(fèi)的磁場(chǎng)能量，并將其轉(zhuǎn)化為足夠的電能，為智能建筑和工廠的下一代傳感器網(wǎng)絡(luò)供電。

賓夕法尼亞州立大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)教授，副研究副總裁沙尚克·普里亞（Shashank Priya）表示：“就像陽(yáng)光是我們?cè)噲D收獲的自由能源一樣，磁場(chǎng)也是如此。我們的房屋，辦公室，工作場(chǎng)所和汽車中都存在這種無處不在的能量。因?yàn)闊o處不在，我們有機(jī)會(huì)收集這種背景能量并將其轉(zhuǎn)換為可用的電能?！?/p>

由賓夕法尼亞州立大學(xué)的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種設(shè)備，在低水平磁場(chǎng)下工作時(shí)其功率輸出比目前最先進(jìn)技術(shù)的輸出還要高400%，一般房屋和建筑物中存在的磁場(chǎng)都是低水平磁場(chǎng)。科學(xué)家說，這項(xiàng)技術(shù)會(huì)對(duì)智能建筑的設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響，因?yàn)橹悄芙ㄖ脑O(shè)計(jì)需要自供電的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來完成諸如監(jiān)測(cè)能量和運(yùn)行模式以及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)等工作。

普里亞說：“眾所周知，如果使許多功能自動(dòng)化，實(shí)際上可以顯著提高能源效率。建筑物一般都是國(guó)家最大的電力消耗者之一。因此，即使能源消耗減少百分之幾，也會(huì)產(chǎn)生兆瓦級(jí)的節(jié)能效果。傳感器將使這些控制自動(dòng)化，而我們的技術(shù)就是為這些傳感器供電。”

研究人員設(shè)計(jì)了大約1.5英寸長(zhǎng)的象紙一樣薄的裝置，可以將其放置在附近的電器、燈或電源線上面或旁邊，這些地方的磁場(chǎng)是最強(qiáng)的?？茖W(xué)家們說，這些磁場(chǎng)一般都會(huì)隨電流而快速消散。當(dāng)放置在距加熱器4英寸處時(shí)，該設(shè)備產(chǎn)生的電能足以為180個(gè)LED供電，而在8英寸處，則足以為數(shù)字鬧鐘供電。科學(xué)家在“ Energy and Environmental Science ”雜志上發(fā)表了這些發(fā)現(xiàn)。

賓州州立大學(xué)助理研究員，該研究的共同作者M(jìn)in Gyu Kang說：“這些結(jié)果為集成傳感器和無線通信系統(tǒng)的可持續(xù)能源發(fā)展提供了重大進(jìn)展?！笨茖W(xué)家使用了一種復(fù)合結(jié)構(gòu)，將兩種不同的材料層疊在一起。這些材料中的一種是磁致伸縮的，其將磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換成應(yīng)力，而另一種是壓電的，其將應(yīng)力或振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電場(chǎng)。這種結(jié)合使設(shè)備可以將磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化為電流。

該裝置具有束狀結(jié)構(gòu)，其一端被夾緊，而另一端則根據(jù)施加的磁場(chǎng)自由振動(dòng)?？茖W(xué)家說，安裝在光束自由端的磁鐵會(huì)放大運(yùn)動(dòng)，并有助于產(chǎn)生更高的電能。普里亞說：“ 這項(xiàng)研究的突出之處在于它使用了已知的材料，通過設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)，從根本上最大程度地將磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換為電能，在低振幅磁場(chǎng)下實(shí)現(xiàn)高功率密度?！?/p>

賓夕法尼亞州立大學(xué)的助理研究員Rammohan Sri Ramdas參加了這項(xiàng)研究，弗吉尼亞理工大學(xué)的研究助理Hyeon Lee和Prashant Kumar以及美國(guó)陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部航空和導(dǎo)彈中心的高級(jí)研究科學(xué)家Mohan Sanghadasa也做出了貢獻(xiàn)。

這項(xiàng)研究中的一些團(tuán)隊(duì)成員由海軍研究辦公室資助，其他成員則由國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助。
（責(zé)任編輯：fqj）