中大研究人员研制新型能源收割机

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香港中文大学(中大)的研究人员开发了一种新的能量收集器,旨在突破智能手表和其他腕带可穿戴设备的电池寿命限制。

新能源收割机
研究小组制作了一台小型能量收割机,同时保持足够的电力输出,为智能手表提供动力(图片:中大)

由香港理工大学机械及自动化工程学系系主任廖伟新教授领导中大,该团队提出了一种“高度紧凑”的嵌入式发电机,配有一个运动捕捉单元、一个磁频率上升转换器和一个发电单元,并具有同轴拓扑结构。虽然收割机的总体积是5厘米3.在美国,研究人员称它可以实现1.74兆瓦的输出功率。

膝动力能量收集器保持设备运行

能量收集系统被设计成可以轻松嵌入智能手表和其他手腕可穿戴设备,以提供可持续的电力供应。健康监测、非接触式支付、娱乐和生活辅助等功能使智能手表和可穿戴设备更受欢迎,但电池续航时间有限仍然是一个问题。

传统手表采用机械齿轮,增加人的运动频率,将机械能转化为电能,采用能量收割机为手表提供动力,但这些设计要求精密制造,齿轮引起的机械摩擦会导致巨大的能量损失,设备偶尔会发生机械故障。

研究小组成员蔡明静博士在一份声明中说:“人体运动的频率低,导致能量转换效率相对较低。我们应用了一个磁上变频器来增加人体运动的频率,这有助于能量收割机有效地将人体运动转化为电能。利用磁频率上升转换器,该设备的输出功率可以显著增强,达到现有设备的10倍。”

机械频率上升转换器使用磁力进行传输,避免了机械摩擦造成的能量损失,并潜在地保护设备免受冲击。磁频率上升转换器的另一个优点是其简单的结构和低成本,这将有助于该设备在未来的商业化。