Малък вибратор може да замени дисковите батерии
Енергийната плътност на генератора, който е разработен от Toshiyuki Ueno, доцент в университета в Канадзава, е около 22mW/cm3. Това е около 20 пъти по-висока от плътността на съществуващите генератори на вибрации, която е около 1mW/cm 3 . Според Уено "енергийната плътност на този генератор е достатъчна, за да замени монетна клетка." Той планира да използва подобен генератор в системата за следене на налягането в автомобилните гуми (TPMS) и други мобилни устройства.
Като елемент за генериране на енергия Ueno използва магнитострикционен материал, наречен Galfenol (Fe81.4Ga18.6), който е сплав от желязо (Fe) и галий (Ga) и има голям коефициент на магнитострикция. Магнитострикцията е ефект на промяна на размера на обект в зависимост от намагнитването (подобно на пиезоелектричния ефект - бел. преводач). В случая на галфенол, неговият коефициент на магнитострикция е 300ppm (пръчка от 1 km ще се удължи с 300 mm).
За да генерира електричество, Ueno използва обратния магнитострикционен ефект. Обратният магнитострикционен ефект се изразява в промяна на намагнитването с промяна на размера на обекта. В случая на галфенол, магнитната индукция се променя с повече от 1 T (1 Tesla) при натоварване на натиск. Промяната в магнитния поток създава индуктивно напрежение.
Ganphenol е произведен за първи път в САЩ през 1998 г. Но това е първият път, когато се използва в генератори на вибрации, казва Уено. Галфенолът е пластичен материал, който е лесен за обработка, за разлика открехки пиезоелектрични материали, които обикновено се използват за генериране на енергия от вибрации. Terbium (Tb), Dysposium (Dy) и Terfenol-D са супер магнитострикционни материали, които превъзхождат Galfenol по отношение на големината на техния ефект, който достига 1000ppm. Но тези материали също са много крехки.
Ueno е създал компактна структура, която все още може да произвежда доста голямо количество енергия, благодарение на ковкостта на галфенола. Генераторът се състои от два галфенолови пръта, единият край на които е неподвижен, а към другия край на прътите е закрепена подвижна тежест. Върху двата пръта са навити намотки от тънък проводник и в тях механичната енергия се преобразува в електричество. Постоянен магнит е поставен над намотките, за да създаде първоначалното намагнитване. Когато подвижната маса вибрира, единият прът се свива, а другият се удължава. Когато товарът се движи нагоре и надолу, прътите се свиват и разтягат последователно, промяната в магнитното поле предизвиква индукционен ток в намотките. Благодарение на пластичността на Galfenol, дори тънките пръчки не се счупват. Размерите на пръчките са 1х0,5х10мм.
В допълнение към това, галфенолът има отлична термична стабилност, неговата температура на Кюри е 700°C, а магнитните му свойства остават постоянни в температурен диапазон от -200°C до +200°C. По този начин Galfenol е подходящ за тежки условия на работа.
Коментари
Мога да кажа само едно
Мога да кажа само едно, човечеството не стои на едно място.