Thiết bị có tên C-PVEH với sức bền, hoạt động hiệu quả và là giải pháp đầy hứa hẹn để cung cấp năng lượng cho các thiết bị IoT (Internet vạn vật), báo trước những tiến bộ trong công nghệ tiết kiệm năng lượng, Science Times đưa tin.
Một nhóm nghiên cứu quốc tế đã chế tạo một thiết bị thu năng lượng kiểu mới bằng cách kết hợp vật liệu tổng hợp áp điện (là loại vật liệu sử dụng hiệu ứng áp điện để biến đổi áp suất thành điện tích) với polymer gia cố bằng sợi carbon (CFRP), một vật liệu thường được sử dụng vì vừa nhẹ vừa bền. Thiết bị mới biến đổi các rung động từ môi trường xung quanh thành điện năng, cung cấp một nguồn điện hiệu quả và đáng tin cậy cho các cảm biến tự cung cấp năng lượng.
“Các vật dụng hàng ngày, từ tủ lạnh đến đèn đường, ngày càng được kết nối với Internet nhiều hơn, như một phần của Internet vạn vật (IoT) và nhiều trong số chúng được trang bị cảm biến thu thập dữ liệu. Tuy nhiên, các thiết bị IoT này cần nguồn điện để hoạt động, đây là một thách thức nếu chúng ở những nơi xa xôi hoặc nếu có nhiều thiết bị”, Fumio Narita, đồng tác giả và là giáo sư tại Trường Cao học Nghiên cứu Môi trường của Đại học Tohoku (Nhật Bản), cho biết.
Tia nắng mặt trời, sức nóng và rung động đều có thể tạo ra năng lượng điện. Năng lượng rung động có thể được sử dụng nhờ khả năng tạo ra điện của vật liệu áp điện. Trong khi đó, CFRP phù hợp với các ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ và ôtô, thiết bị thể thao và thiết bị y tế vì độ bền và độ nhẹ của nó.
Nhóm nghiên cứu đã chế tạo thiết bị này bằng cách sử dụng kết hợp các hạt nano CFRP và kali natri niobate (KNN) trộn với nhựa epoxy. CFRP đóng vai trò vừa là điện cực vừa là chất nền gia cố.
Cuối cùng C-PVEH đã đáp ứng được kì vọng của nhóm nghiên cứu. Các thử nghiệm và mô phỏng cho thấy nó có thể duy trì hiệu suất cao ngay cả sau khi bị uốn cong hơn 100.000 lần. Nó đã được chứng minh là có khả năng lưu trữ điện được tạo ra và cung cấp năng lượng cho đèn LED. Ngoài ra, thiết bị này vượt trội so với các vật liệu tổng hợp polymer khác về mật độ năng lượng đầu ra.
C-PVEH sẽ giúp thúc đẩy sự phát triển của các cảm biến IoT tự cung cấp năng lượng, dẫn đến sự ra đời của các thiết bị IoT tiết kiệm năng lượng hơn.