МЭМС преобразователь энергии вибрации и ударов в автомобильных шинах

Хольст-центр и IMEC анонсировали разработку МЭМС, преобразующей механическую энергию вибрации в электрическую. Результаты моделирования и измерений показывают, что разработанные МЭМС могут быть также использованы для преобразования энергии ударов в автомобильных шинах для питания встроенных в них датчиков. Расположенное в шине, новое устройство при езде со скоростью 70 км/ч может стабильно генерировать 42 мВт, что вполне достаточно для питания простого беспроводного датчика.

Инновационное устройство состоит из консоли с пьезоэлектрическим слоем, расположенным между двумя металлическими электродами, формируя конденсатор. Сверху консоли закреплен грузик, преобразующий вибрацию в движение по вертикали, создавая механическое напряжения в пьезоэлектрическом слое и, соответственно, электрическое напряжение между обкладками конденсатора. В качестве пьезоэлектрического материала использовался  нитрид алюминия. Разработанные МЭМС могут быть изготовлены с использование недорогих процессов массового производства.

Максимальная выходная мощность преобразователя составила 489 мкВт, когда частота вибраций совпала с резонансной частотой преобразователя равной 1011 Гц.

Микропреобразователи энергии, например такие, как представленный, могут размещаться на промышленном оборудовании, создающим вибрации или подверженном повторяющимся ударам, для генерации электрической энергии для питания миниатюрных автономных датчиков в тех случаях, когда замена батареек непрактична. Использование микропреобразователей энергии позволит массово создать системы мониторинга. Примером может служить система мониторинга давления в шинах и ее дальнейшее развитие: автомобильная шина со встроенными датчиками, отслеживающими давление в шине и целостность шины, состояние дороги и стиль вождения.