被稱為物聯(lián)網(wǎng)的日常物品的無線互連依賴于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)需要少量但持續(xù)的電能供應(yīng)。這可以由直接從環(huán)境中發(fā)電的電磁能量收集器提供。來自法國圖盧茲大學(xué)的 Lise-Marie Lacroix 與來自圖盧茲、格勒諾布爾和美國佐治亞州亞特蘭大的同事使用數(shù)學(xué)技術(shù)——有限元模擬來優(yōu)化這樣一種能量收集器的設(shè)計(jì)，使其產(chǎn)生的電能為盡可能有效。這項(xiàng)工作現(xiàn)已發(fā)表在EPJ Special Topics雜志上。

物聯(lián)網(wǎng)由大量通常很小的便攜式設(shè)備組成，每個(gè)設(shè)備都需要自己的可持續(xù)微能源。電池對(duì)此并不滿意，因?yàn)樗鼈兘?jīng)常需要更換或充電。相反，人們正在考慮許多不同的技術(shù)，其中有希望的解決方案之一是電磁能量收集。

電磁能量收集器由一個(gè)振動(dòng)板組成，該振動(dòng)板裝有一組微磁體，面向并與一個(gè)平行的靜態(tài)線圈耦合。電能是由振動(dòng)的磁鐵產(chǎn)生的，可以進(jìn)入電路的電量取決于線圈和磁鐵的設(shè)計(jì)以及它們之間的間距。

Lacroix 和她的團(tuán)隊(duì)研究了一個(gè)系統(tǒng)，其中磁鐵是先進(jìn)的 NdFeB 磁鐵——也就是說，它們由稀土金屬釹與鐵和硼的合金組成。他們發(fā)現(xiàn)，可以通過在陣列中磁鐵的間距和線圈的匝數(shù)之間進(jìn)行權(quán)衡來優(yōu)化功率。減少線圈和陣列之間的距離并增加磁鐵的厚度也可以增加它。

“我們現(xiàn)在正在使用我們通過這項(xiàng)研究制定的指導(dǎo)方針生產(chǎn)收割機(jī)，”她解釋說。這些設(shè)備可能會(huì)在航空航天、汽車和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域以及其他依賴物聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)域證明是有用的。