据报道，一个国际研究团队通过将压电复合材料与碳纤维增强聚合物（CFRP）相结合，设计了一种新的能源生成装置。它可以将周围环境的振动转化为电能，为自供电的传感器提供了一种高效和可靠的供电途径。

最新研究成果已于近期发表在了《纳米能源》杂志上。能量采集涉及到将环境中的能量转化为可用的电能，是确保可持续发展的关键所在。

该研究的共同作者、日本东北大学环境研究研究生院教授Fumio Narita说：“日常用品，从冰箱到路灯，作为物联网（IoT）的一部分被连接到互联网上，其中许多配备了收集数据的传感器。但是这些物联网设备需要电源来运作，如果它们在偏远的地方，或者有很多这样的设备，这就具有挑战性。”

研究人员进一步指出，太阳的光线、热量和振动都能产生电能。由于压电材料在受到物理压力时能够发电，因此可以利用振动能。同时，CFRP因其耐用性和轻便性而适用于航空航天和汽车工业、运动器材和医疗设备。

Narita说，“我们考虑压电振动能量收集器（PVEH），利用CFRP的坚固性和压电复合材料，是否可以成为一种更有效和耐用的能量收集手段。”

具体而言，该小组使用了CFRP和与环氧树脂混合的铌酸钾钠（KNN）纳米颗粒的组合制造了该装置。CFRP既是电极又是加固基材。

最终，这种所谓的C-PVEH装置没有辜负科学家们的期望。测试和模拟显示，即使在被弯曲超过10万次后，它仍能保持高性能。事实证明，它能够储存产生的电力并为LED灯供电。此外，它在能量输出密度方面超过了其他基于KNN的聚合物复合材料。

研究人员说，C-PVEH将有助于推动自供电物联网传感器的发展，带来更节能的物联网设备。

“除了我们的C-PVEH设备的社会效益外，我们对自己在能量收集和传感器技术领域的贡献感到兴奋。优秀的能量输出密度和高弹性的融合可以指导未来对其他复合材料的研究，以实现多样化的应用。”他们说。

来源：财联社

作者：黄君芝