KRISS Ontwikkelt Metamateriaal om Micro-trillingen Te Vangen En Versterken Voor Verbeterde Energie-ozing

Korea Research Institute of Standards and Science, Daejeon, Zuid-Korea

Metamateriaal ontwikkeld door KRISS. (Afbeelding: Korea Research Institute of Standards and Science)

Het Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS) heeft een metamateriaal ontwikkeld dat micro-trillingen in kleine gebieden vangt en versterkt. Deze innovatie wordt verwacht de vermogensuitgang van energie-ozing te verhogen, wat verspilde trillingsenergie omzet in elektriciteit, en de commercialisering te versnellen.

Energie-ozing verwijst naar technologie die verspilde energie in de vorm van warmte, licht en trilling omzet in elektrische energie. Terwijl zonne-energie-opwekking, die zonlicht als bron gebruikt, algemeen gebruikt wordt, kent het beperkingen zoals inconsistentie in output en onmogelijkheid om stroom te genereren onder bepaalde weersomstandigheden.

In tegenstelling, het benutzen van alomtegenwoordige trillingen als energiebron maakt stabiele stroomopwekking mogelijk zonder omgevingsbeperkingen. Dit is waarom trillingsenergie-ozing blijft aandacht trekken als toekomstige energiebron voor Internet of Things (IoT) sensoren die een constante 24/7 stroomvoorziening vereisen en draagbare medische apparaten die bloeddruk en suikerniveaus in real-time moeten meten.

De hoofdproblemen die trillingsenergie-ozing belemmeren, zijn dat het lagere vermogensuitgang en hogere productiekosten heeft, wat het een slechte kandidaat maakt voor praktische toepassing. Terwijl de hoeveelheid geproduceerde stroom evenredig is met de omvang van de geoogste trilling, zijn de meeste trillingen die we in het dagelijks leven tegenkomen minuscuul.

Om dit significante probleem op te lossen, moeten talloze conversie-apparaten, zoals piezo-elektrische elementen, in meerdere locaties geïnstalleerd worden die blootgesteld zijn aan relatief grote trillingen.

Het door KRISS ontwikkelde metamateriaal vangt en accumeert micro-trillingen binnen zich en versterkt ze met meer dan 45 keer. Dit stelt de generatie van grootschalige elektrische energie in verhouding tot het kleine aantal piezo-elektrische elementen die gebruikt worden. Door trillings-ozing met het ontwikkelde metamateriaal toe te passen, heeft het onderzoeksteam geslaagd in het genereren van meer dan vier keer meer elektriciteit per eenheidsoppervlakte dan conventionele technologieën.

In het bijzonder heeft het nieuw ontwikkelde metamateriaal een dunne, plate structuur ongeveer van de grootte van een volwassene handpalm, wat het gemakkelijk maakt om aan elk oppervlak waar trilling optreedt te bevestigen. Omdat de structuur gemakkelijk aangepast kan worden aan het object waar het bevestigd zal worden, is de toepassingsbereik divers, van diagnostische sensoren die schade in hoogbouw of grote bruggen controleren tot kleine biosensoren die gezondheidscondities van individuen monitoren.

"Dit onderzoek is het eerste ter wereld dat met succes trillingen accumuleert en versterkt met een oppervlakte-metamateriaal dat trillingen tijdelijk vangt," zei Senior Researcher Lee Hyung Jin van de Acoustics, Ultrasound and Vibration Metrology Group bij KRISS.

Senior Researcher Seung Hong Min van de Non-Destructive Metrology Group drukte ook zijn interesse uit, commenterend, "Metamaterialen kunnen gebruikt worden om next-generation hoge-precisie en hoge-gevoeligheid sensoren te ontwikkelen door ultra-fijne trillingen aanzienlijk te versterken die moeilijk te meten waren met conventionele sensoren."

Voor meer informatie, contact Eunhye Bae op Dit e-mailadres wordt beschermd tegen spambots. U heeft JavaScript ingeschakeld om het te bekijken..