@ 2016.03.06 , 19:30

下一代风车:人造小树

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美国研究人员提出一种新形式的风能:从振动中产生能量的人造机械小树。科学家希望将来能够通过自然微风或其它因素引起的微小运动,开发出可再生能源的新形式。其理念是制造一种能够将随机力(无论是桥上行人的脚步,还是刮来的阵风)转化为电力的装置,用来为设备充电。如今,研究人员发现了由电动机械材料制成的那种树状结构,这对该任务来说再合适不过了。

俄亥俄州立大学的项目领导Ryan Harne说:

楼房会在风中轻微摇摆;当我们开车驶过桥梁时,桥梁会振动,而汽车悬架会吸收道路的颠簸。事实上,和这些运动相关的流失动能非常多,我们希望重新利用其中一些能量。

研究人员利用数学模型,判断出随机阵风中的间歇振荡能够产生稳定的电能。他们通过“内部共振”,发现可以巧妙地制造出人造电磁树,以恒定的低频率产生大幅振动。

为了测试该假说,科学家用两条小钢梁制造出一个树状设备,其中一条代表树干、另一条代表树枝。哪怕在小树没有任何明显摇晃时,也有小电压产生。随着一系列间歇振动的添加,电压增大了。这证明了该团队的假说,即随机能量可以产生振动,用来发电。哪怕在模拟中增添“大量噪音”,小树依旧产生可靠的电压输出。

如今,研究人员正在继续他们的研究,以他们所创立的概念验证为基础,探究它是否能够形成可行的长期可再生能源的基础。Harne表示,一开始,该技术可以用于监控特定类型的民用基础设施(比如道路和桥梁)的传感器的供能。

风车很美丽很大,它们可能很吵,可能难以在极寒环境中运作。也许终有一日,我们能够通过一小片机械树林,随时利用我们周围的动能。

本文译自 sciencealert,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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