随着科技的发展,全球正处于一个万物感知万物互联的新时达,根据麦肯锡报告预测 2025 年全球 物联网市场将会达到110亿美元,而仅中国的传感器市场规模就会达到160亿人民币。传统的供电方式,电池供电更换繁琐,电缆供电布线复杂,移动物联网需要新的多元化的供电方式。新时代需要新能源,微能源成为第四次工业革命的新动力。声能作为自然界中分布最广泛的清洁能源之一,具有频率分布广,能量密度低等特点,目前声能迫切需要一种结构精巧输出性能优良,实用性强的收集装置。纳米发电机是在纳米尺度将机械能转化成电能,运用这项技术可以收集环境中的各种能量。在纳米发电机的基础上,我们团队以环境中的声音为切入点,通过收集环境中的声音,将其转换成电能。团队受到了中国传统绣花用具绣绷圈的启发,使用静电纺丝编织聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜设计出全球首创的新型绣绷式声能收集系统,将声能收集效率提交了5倍以上。同时,层状的“绣绷”结 构简单,制作成本低,也大大减少了声能收集部件的空间,满足了实际应用场景的需要。解决了声能纳 米发电机的内部结构设计难题后,团队又进一步攻克了输出能量管理的难关。我们研发了一套电源管理供电系统,解决了电源驱动电路与外部阻抗不匹配的问题,实现了绣绷自供电系统的毫安级别的稳定输出。绣绷结构的创新配合独有电源管理系统,使我们的纳米绣绷声能自供电系统充满了广阔的应用前景,我们首次利用nb-iot技术持续连接广域网,驱动了商业的无线传感节点,为 teng 在物联网领域的广泛应用奠定了坚实的基础。我们团队的研究主线是利用绣绷式声能自供电系统作为微电源使用。
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