科学家开发了一种磁电装置，可以收集杂散磁场，并将磁场能量转换为可用电能。
照明和动力电力会产生小型磁场。据《能源与环境科学》杂志报道，美国宾夕法尼亚州立大学（Penn State）的研究人员近期开发了一种新装置，能够收集这些“被废弃”的磁场能量，并将其转化为可用电能，进而为智能建筑和工厂的新一代传感器网络提供能量。
Penn State材料科学与工程学教授Shashank Priya说：“太阳能是我们希望获取的免费能源，磁场能也是。磁场能几乎无处不在。现在，我们有机会将这些被忽视的能量收集起来作为电能。”
Penn State领导的研究团队开发的这种设备，在处理家庭或建筑物中的低强度磁场时，提供的电力输出比其它同类技术高出数倍。研究人员表示，由于智能建筑高度依赖无线传感器网络，这项技术将对其设计产生深远影响。
Priya说：“在建筑物中大规模实现功能自动化可显著提高能源效率。建筑是美国最大的电力消耗源头，即使让建筑物的能耗降低区区几个百分点，也可以实现兆瓦级的节能。传感器是实施自动化的基础，而这项技术是为传感器提供动力的现实途径。”
Priya等在装置中使用了两种材料构成的复合结构。其中之一为磁致伸缩材料，可将磁场转化为应力。另一种为压电材料，可将压力或振动转化为电场。此外，该装置中还包含一种束状结构，其中一端为固定端，另一端在外加磁场作用下可以自由振动。科学家们在自由端加装了一块磁体，以增大运动幅度，提高发电量。
这一磁-电装置的厚度与纸张接近，长约1.5英寸。研究人员表示，将其放置在距离空调4英寸的地方时，产生的电力足以驱动180个LED灯；放置在8英寸远的距离，能够满足一个数字闹钟的电力需求。
Penn State助理研究教授、论文作者Min Gyu Kang说：“新设备为集成传感器和无线通信系统的可持续供电奠定了基础。”Priya补充说：“这项成果的美妙之处在于，虽然使用的都是已知材料，但基本上实现了最大限度的磁场-电能转化。我们为低振幅磁场下达到高功率密度提供了新思路。”
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编译：雷鑫宇
审稿：阿淼
责编：张梦
期刊来源：《能源与环境科学》
期刊编号：1754-5692
原文链接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-03/ps-stu033120.php
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