『技术』可将废弃磁能转化为电能的新装置，或对智能建筑产生深远影响
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科学家开发了一种磁电装置 ， 可以收集杂散磁场 ， 并将磁场能量转换为可用电能 。
照明和动力电力会产生小型磁场 。 据《能源与环境科学》杂志报道 ， 美国宾夕法尼亚州立大学（Penn State）的研究人员近期开发了一种新装置 ， 能够收集这些“被废弃”的磁场能量 ， 并将其转化为可用电能 ， 进而为智能建筑和工厂的新一代传感器网络提供能量 。
Penn State材料科学与工程学教授Shashank Priya说：“太阳能是我们希望获取的免费能源 ， 磁场能也是 。 磁场能几乎无处不在 。 现在 ， 我们有机会将这些被忽视的能量收集起来作为电能 。 ”
Penn State领导的研究团队开发的这种设备 ， 在处理家庭或建筑物中的低强度磁场时 ， 提供的电力输出比其它同类技术高出数倍 。 研究人员表示 ， 由于智能建筑高度依赖无线传感器网络 ， 这项技术将对其设计产生深远影响 。
Priya说：“在建筑物中大规模实现功能自动化可显著提高能源效率 。 建筑是美国最大的电力消耗源头 ， 即使让建筑物的能耗降低区区几个百分点 ， 也可以实现兆瓦级的节能 。 传感器是实施自动化的基础 ， 而这项技术是为传感器提供动力的现实途径 。 ”
Priya等在装置中使用了两种材料构成的复合结构 。 其中之一为磁致伸缩材料 ， 可将磁场转化为应力 。 另一种为压电材料 ， 可将压力或振动转化为电场 。 此外 ， 该装置中还包含一种束状结构 ， 其中一端为固定端 ， 另一端在外加磁场作用下可以自由振动 。 科学家们在自由端加装了一块磁体 ， 以增大运动幅度 ， 提高发电量 。
这一磁-电装置的厚度与纸张接近 ， 长约1.5英寸 。 研究人员表示 ， 将其放置在距离空调4英寸的地方时 ， 产生的电力足以驱动180个LED灯；放置在8英寸远的距离 ， 能够满足一个数字闹钟的电力需求 。
Penn State助理研究教授、论文作者Min Gyu Kang说：“新设备为集成传感器和无线通信系统的可持续供电奠定了基础 。 ”Priya补充说：“这项成果的美妙之处在于 ， 虽然使用的都是已知材料 ， 但基本上实现了最大限度的磁场-电能转化 。 我们为低振幅磁场下达到高功率密度提供了新思路 。 ”
原创编译：雷鑫宇 审稿：阿淼 责编：张梦
期刊来源：《能源与环境科学》
期刊编号：1754-5692
原文链接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-03/ps-stu033120.php
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