形状记忆合金和压电复合材料发电装置的设计和实验研究
Fengshuang Yang1, Yingyu Shi2, Jinlong Liu1
1School of Mechanical and Vehicle Engineering, Changchun University, Changchun 130022, China.
Micromachines
|July 29, 2023
概括
这项研究介绍了一种新的压电能量陷,将废热转化为微电子设备的可用电力. 该设备使用形状记忆合金和聚乙烯化物薄膜,证明了高效的低频热能采集.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 收集能源 收集能源
- 压电技术 压电技术
背景情况:
- 无效利用工业废热带来了重大的能源损失挑战.
- 微电子设备需要可持续和本地化的电源.
- 压电材料提供了来自环境刺激的能量转化潜力.
研究的目的:
- 提出和研究一个低频热能转换压电能量陷.
- 分析拟议设备的理论和实验性能.
- 为了证明收集微电子电源的废热的可行性.
主要方法:
- 压电能量陷的理论分析和动力学模型构建.
- COMSOL 多物理模拟以优化形状记忆合金和压电膜参数.
- 在专用平台上制造实验原型和性能测试.
主要成果:
- 在100°C时达到0.148毫米的最大形状记忆合金张力,直径为1毫米.
- 一个三角形压电膜 (厚度比为0.5) 产生了2.12V的最大输出电压.
- 实验验证证了该设备用于捕获废热能的可行性.
结论:
- 开发的压电能量陷有效地将低频热能转化为电能.
- 该设备提供了一种简单的绿色解决方案,用于使用废热为微电子设备供电.
- 这项研究为未来压电能收获技术的进步提供了基础.
