压电式能量采集技术突破 美国发明纳米发电机

压电式能量采集技术突破 美国发明纳米发电机

新兴的压电式能量采集(piezoelectric energy harvesting)技术领域最近又有新突破——研究人员宣布发明了一种同时使用硅与聚合物基板的纳米发电机(nanogenerator)。

研究人员最终目标是能设计出可通过环境运动(environmental motion)为小型电子设备供电的能量采集设备；例如医疗用植入设备，就可以通过流动血液的机械能(mechanical energy)来供电。除了医疗应用之外，这种采用可挠式基板的发电设备，亦锁定无线传感器、便携式电子设备应用领域。

上述研究团队是由美国史蒂文斯理工学院(Stevens Institute of Technology)教授Yong Shi所率领，他们是使用锆钛酸铅(lead zirconate titanate，PZT)纳米材料，该种材料号称能比竞争产品所使用的氧化锌压电材料，制作出更高电压输出的设备。

到目前为止，研究团队所制作出的能量采集设备最高可在30nanoamp产出16V的电压；该团队计划通过增加更多的纳米材料纤维以及改善设备结构，更进一步提升未来之压电纳米发电机的电压与电流输出能力。

在该团队最新版的设备中所采用的PZT纳米纤维，尺寸为60纳米×500微米，这些纤维与细铂金(platinum)线所制成的电极交叉排列在可挠式聚合物基板上方。研究人员表示，这种纳米发电机可望让医疗用的植入式纳米机器人，在患者血液中工作更长的时间，收集样本并将诊断数据传送给医师以供分析。