Вибрационный генератор – альтернатива батарейкам?

Японский университетский исследователь Тошиюки Уэно (Toshiyuki Ueno) разработал миниатюрный генератор (2 x 3 x 12 мм), способный преобразовывать механические вибрации в электрический ток. При этом, по словам Уэно, представленный им компонент является приблизительно в 20 раз более эффективным, чем реализованные до сих пор вибрационные генераторы, обеспечивая энергетическую плотность около 22 мВт/см³. против около 1 мВт/см³ у других генераторов. Разработанное устройство может обеспечивать мощность до 1,56 мВт при частоте вибрации 357 Гц. Изобретатель намерен продвигать свое детище в качестве источника питания систем контроля давления в автомобильных шинах.

Генерация энергии в разработке Уэно основана на применении магнитостриктивного материала галфенола, представляющего сплав железа и галлия. Одним из проявлений эффекта магнитострикции является изменение магнитных свойств объекта при изменении его формы. В случае галфенола эффект магнитострикции проявляется достаточно сильно, с изменением плотности магнитного потока на величину более чем 1 Тесла при сжатии, но, по утверждениям Уэно, до сих пор он не применялся для создания вибрационных генераторов.

Уэно отметил, что галфенол является податливым материалом, не вызывающим проблем в обработке и использовании. В отличие от него, традиционно применяемые в пьезоэлектрических элементах керамические материалы весьма хрупкие. Этим же недостатком отличаются тербиум, диспозиум и терфенол-Д, супермагнитостриктивные материалы на базе железа, превосходящие галфенол по величине проявления эффекта.

Конструкция разработанного генератора состоит из двух параллельных магнитостриктивных элементов с грузиками, закрепленных таким образом, что при вибрации грузиков один из элементов растягивается, а другой – сжимается, и постоянного магнита. В результате периодического изменения магнитных свойств в катушке, окружающей магнитостриктивные элементы, наводится электрический ток. Изобретатель подчеркнул, что благодаря податливости и термостойкости галфенола представленный вибрационный генератор способен работать в средах со значительными механическим вибрациями и резкими изменениями в широком диапазоне температур.