太陽能也要落伍了，Engadget網(wǎng)站報道稱，利用“壓電效應(yīng)”的衣服已經(jīng)問世，近日在舊金山的2ndSkin展會上，Piezing Dress搶盡了風(fēng)頭，這件MIT的Amanda Parkes設(shè)計的衣服就是可以充電放電的衣服。
使用帶有壓電效應(yīng)的材質(zhì)編入衣服材料之內(nèi)，當(dāng)我們移動壓折或是扭曲到衣服的時候便會產(chǎn)生電流，而這些電流可以儲存到衣服里的蓄電池里，以后可以用來給MP3、手機等設(shè)備充電……
這真是時代在發(fā)展，科學(xué)在進步，土里長出啥，誰也保不住。
風(fēng)力發(fā)電在某些國家已經(jīng)成為獲取電力的主要手段，然而巨大的葉片和運轉(zhuǎn)噪聲或許還不適合在大都市中安裝使用。您看到的這個類似窗戶格柵的“拍子”位于荷蘭代爾夫特大學(xué)內(nèi)，是該學(xué)校研究者最新研發(fā)出的無葉片風(fēng)力發(fā)電機，它依賴所謂的靜電轉(zhuǎn)換技術(shù)（Electrostatic Wind Energy Converter），當(dāng)風(fēng)中的正電荷粒子穿過格柵導(dǎo)線便會產(chǎn)生電流。因此，該發(fā)電裝置不會受外觀形狀的束縛，而且裝配維修也相對容易許多。更多工作原理詳情請觀看下面的
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噪聲發(fā)電的原理
一提到噪聲,人們往往避而遠之.其實,噪聲不僅是一種污染源,也是一種能量.噪聲具有相當(dāng)?shù)哪芰恐?如震耳欲聾的噴氣式飛機,其噪聲達到160
分貝,而它的聲功率約為10千瓦;噪聲達到140
分貝的大型鼓風(fēng)機,其聲功率為100瓦.除此之外,汽車、火車、建筑機械等聲源產(chǎn)生的噪聲也具有相當(dāng)大的能量.
那么,這些噪聲能量能否加以利用呢?回答是肯定的.采用聲電轉(zhuǎn)換裝置就可以將噪聲能量收集起來轉(zhuǎn)換成電能加以利用.最簡單的聲電轉(zhuǎn)換裝置就是我們通常所說的"
電容式、壓電式等.動圈式話筒是依據(jù)電磁轉(zhuǎn)換原理制成的,當(dāng)音圈在環(huán)形磁鐵的磁場里做切割磁力線運動時,便會產(chǎn)生感生
電壓.話筒中的音膜與音圈聯(lián)成一體,音膜在聲波的作用下帶動音圈一起振動.就會產(chǎn)生相應(yīng)的電信號.一般來說,這種話筒的效果較好,常用于較高檔的設(shè)備中.
電容式話筒中有一個固定的后極板和一個活動的振膜作為前極板,它們彼此靠得很近,相當(dāng)于一個小型的可變
電容器.這種話筒最為普遍,因為它價格便宜、體積小巧.常見的錄音機內(nèi)置話筒就是這種.壓電式話筒是利用磷酸二氫銨壓電晶體的壓電效應(yīng),使聲壓信號轉(zhuǎn)換為電信號.
研究中的噪聲發(fā)電裝置其原理也是將聲能轉(zhuǎn)換成電能,因此結(jié)構(gòu)上大多類似于話筒,只不過特別增加了聲能的收集裝置.一般而言,聲能發(fā)電系統(tǒng)是由聲能收集裝置和換能器兩部分組成.聲能收集裝置有許多不同形式,例如可以采用
霍爾姆茲共鳴器對入射聲波進行收集和放大,也可以利用聲學(xué)晶體共振腔將入射聲波駐留.換能器則是實現(xiàn)聲能轉(zhuǎn)換為電能的核心部件,根據(jù)換能器的原理,和話筒類似,也可以將它們分為壓電式、電磁式和電容式等多種形式.
利用交通噪聲:
通常,為了減少噪聲對市民健康的危害,一些城市會在公路、鐵路等哚
聲源的兩旁安裝上隔音屏.但是,隔音屏的效果并不理想,因為它們只能阻擋哚聲向周邊擴散,而不能有效消除噪聲.為此,英國劍橋大學(xué)研究人員對隔音屏進行了研究.結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)噪聲沖擊隔音屏?xí)r,隔音屏?xí)a(chǎn)生輕微的振動,從而產(chǎn)生危害性更大的次聲波.
2009年,韓國研究人員利用劍橋大學(xué)的研究成果,并利用人耳吸收聲波的原理,制造出了仿照人耳吸收聲音的鼓膜噪聲發(fā)電機.研究人員將這種發(fā)電機命名為"聲雷".它的外形像一個盒子,長寬各45厘米,厚8厘米,質(zhì)量為7千克.發(fā)電機內(nèi)儲存有碳酸鹽、丙烯腈等化學(xué)物質(zhì),可以將噪聲沖擊波造成的仿生鼓膜的振動能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來,當(dāng)它與電器相連時就可釋放出電能.
"聲雷"發(fā)電機可以利用帶狀的
電源線相互串聯(lián)在一起,也可以按照需求進行組裝,盡可能地吸收更多的噪聲.它們就像是一些特大號的電池一樣，在需要的時候可以釋放出電能，為手機、電視機和筆記本電腦等電器供電。顯然，把裝有這種“聲雷”發(fā)電機的隔音墻建在公路、高鐵兩側(cè)，既能吸收交通噪聲，又能將噪聲能轉(zhuǎn)化成電能，滿足公路、鐵路照明燈、信號指燈的用電需要。
利用機場噪聲發(fā)電
眾所周知，機場的噪聲很大，尤其是在跑道附近。為此，臺灣設(shè)計師周宏威設(shè)計了一款利用飛機起降的巨大轟鳴聲來發(fā)電的跑道指示燈。指示燈內(nèi)部設(shè)有專門的噪聲發(fā)電裝置，能將飛機起降的噪聲轉(zhuǎn)化成電能供指示燈發(fā)光。在指示燈底部有一個三角支架，可以防止雨水的侵襲，還可以方便工作人員檢修。指示燈的外部還設(shè)有一個小的顯示屏，顯示指示燈的一些資料信息。
隨著社會的高速發(fā)展，噪聲污染勢必成為我們無法回避的問題。如果能夠?qū)⒖刂七崧暫屠迷肼暤母黜棿胧┣擅畹亟Y(jié)合起來，可能會取得意想不到的效果。噪聲發(fā)電就是一項有益的嘗試，它開辟出一種另類的新能源，可以補充日益匱乏的能源。不過，噪聲發(fā)電的應(yīng)用在技術(shù)方面尚不夠完善，而且存在高投入低產(chǎn)出的問題等，有待研究人員進一步完善。我們相信，只要積極探索，不斷攻克難關(guān)，一定能夠化害為利，迎來噪聲發(fā)電的美好明天。
近日，在中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所王中林院士的領(lǐng)導(dǎo)下，由博士楊進、陳俊等組成的研究小組首次實現(xiàn)了利用摩擦效應(yīng)的高效能聲音發(fā)電。相關(guān)研究日前發(fā)表于《ACS納米》。
聲波無處不在，若能將聲能加以收集并利用，將能夠獲得一種嶄新的、可持續(xù)的能量源。然而，目前用于收集聲能的壓電和靜電效應(yīng)技術(shù)，存在能量轉(zhuǎn)換效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和對材料品質(zhì)要求高等缺點，并且大多數(shù)器件的工作頻率較高，而日常生活中使用的聲源則主要包括低頻成分，從而使得現(xiàn)有技術(shù)和器件未得到真正應(yīng)用。
為此，研究人員將鍍有金屬電極的聚四氟乙烯膜（Teflon）和具有孔洞結(jié)構(gòu)的金屬電極膜貼合在一起，構(gòu)成摩擦電納米發(fā)電機，然后將其用于聲轉(zhuǎn)換敏感單元。
研究人員介紹，聚四氟乙烯膜輕薄且具有彈性，能夠在實現(xiàn)對環(huán)境聲壓變化敏感響應(yīng)的同時，與金屬電極膜產(chǎn)生不同程度的分離與接觸摩擦，造成表面摩擦電荷與感應(yīng)電荷之間的平衡關(guān)系發(fā)生變化，從而驅(qū)動電子通過外電路發(fā)生轉(zhuǎn)移，即形成電流，實現(xiàn)從聲能到電能的轉(zhuǎn)化。
實驗結(jié)果表明，當(dāng)聲壓在70～110分貝范圍時，器件聲響應(yīng)靈敏度達9.54伏/帕，峰值功率密度為60.2毫瓦/平方米，聲電轉(zhuǎn)換效率大于50%。聲音驅(qū)動的摩擦電納米發(fā)電機可以同時點亮20個LED燈。
業(yè)內(nèi)專家認為，該研究結(jié)果在環(huán)境聲能量高效采集、噪聲抑制以及聲傳感探測（如航空動力聲傳感、軍事偵察以及個人電子設(shè)備）等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。整個器件的制造工藝無須昂貴原材料和先進制造設(shè)備，有利于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)和實際應(yīng)用，且整個器件以柔性聚合物膜為基本結(jié)構(gòu)，易加工；器件的使用壽命長，易與其他加工工藝相融合。
