Przekształcanie ruchu w energię elektryczną
Akumulatory pozostają preferowanym źródłem zasilania małych urządzeń, takich ja czujniki bezprzewodowe, transmitery danych i wszczepialne urządzenia medyczne. Niestety ich rozwój nie idzie w parze ze zwiększającym się zapotrzebowaniem tych urządzeń w energię elektryczną. Ponadto, z racji ich ograniczonego czasu działania, wymagane są regularne wymiany, co może wiązać się z dużymi kosztami. Badacze z finansowanego przez UE projektu HIPER (High performance energy harvesters) analizowali alternatywne rozwiązania, w tym kompaktowe urządzenia do pozyskiwania energii wibracji. Takie mikrogeneratory mocy mogą zapewnić stałe zasilanie i niezależne działanie urządzeń. Standardowa, przyjęta dotychczas metoda pozyskiwania energii wibracji bazuje na wykorzystaniu rezonacyjnych oscylatorów liniowych, które są stymulowane przez wstrząsy podłoża, wibrację maszyn lub ruch ciała. Naukowcy z projektu HIPER zaproponowali odmienne rozwiązanie, aby pokonać większość dotychczasowych ograniczeń. Badali w szczególności możliwość połączenia właściwości liniowych i nieliniowych oscylatorów rezonacyjnych. Można na przykład przygotować zawiesinę o niezerowej sztywności w jednej osi, która zachowuje sztywność w innej osi. W ten sposób uzyskuje się bardzo niskie częstotliwości rezonansu nawet w niewielkim urządzeniu. Przygotowano szereg prototypowych zawiesin krzemowych z wykorzystaniem tradycyjnej techniki mikrofabrykacji, polegającej na głębokim wytrawianiu reaktywnym jonem oraz mikroobróbce. Lepsze właściwości tych struktur potwierdzono poprzez analizę metodą elementów skończonych. Dalsze prace doświadczalne potwierdziły możliwość pozyskiwania z otoczenia wibracji o niskich częstotliwościach i szerokim zakresie częstotliwości. Wyniki projektu HIPER ukazały potencjał mikronarzędzi do pozyskiwania energii, które mogą wydłużyć czas niezależnego działania przenośnych urządzeń.
