（文章來源：科技報告與資訊）

電力系統(tǒng)在為我們的房屋照明和設備供電的同時，周圍還會產(chǎn)生一些小的磁場?？茖W家們開發(fā)了一種新的機制，能夠收集這種浪費的磁場能量，并將其轉(zhuǎn)化為足夠的電能，為智能建筑和工廠的下一代傳感器網(wǎng)絡供電。

賓夕法尼亞州立大學材料科學與工程學教授，副研究副總裁沙尚克·普里亞（Shashank Priya）表示：“就像陽光是我們試圖收獲的自由能源一樣，磁場也是如此。我們的房屋，辦公室，工作場所和汽車中都存在這種無處不在的能量。因為無處不在，我們有機會收集這種背景能量并將其轉(zhuǎn)換為可用的電能。”

由賓夕法尼亞州立大學的科學家領導的一個團隊開發(fā)了一種設備，在低水平磁場下工作時其功率輸出比目前最先進技術的輸出還要高400%，一般房屋和建筑物中存在的磁場都是低水平磁場?？茖W家說，這項技術會對智能建筑的設計產(chǎn)生影響，因為智能建筑的設計需要自供電的無線傳感器網(wǎng)絡來完成諸如監(jiān)測能量和運行模式以及遠程控制系統(tǒng)等工作。

普里亞說：“眾所周知，如果使許多功能自動化，實際上可以顯著提高能源效率。建筑物一般都是國家最大的電力消耗者之一。因此，即使能源消耗減少百分之幾，也會產(chǎn)生兆瓦級的節(jié)能效果。傳感器將使這些控制自動化，而我們的技術就是為這些傳感器供電?！?/p>

研究人員設計了大約1.5英寸長的象紙一樣薄的裝置，可以將其放置在附近的電器、燈或電源線上面或旁邊，這些地方的磁場是最強的?？茖W家們說，這些磁場一般都會隨電流而快速消散。當放置在距加熱器4英寸處時，該設備產(chǎn)生的電能足以為180個LED供電，而在8英寸處，則足以為數(shù)字鬧鐘供電。科學家在“ Energy and Environmental Science ”雜志上發(fā)表了這些發(fā)現(xiàn)。

賓州州立大學助理研究員，該研究的共同作者Min Gyu Kang說：“這些結果為集成傳感器和無線通信系統(tǒng)的可持續(xù)能源發(fā)展提供了重大進展?！笨茖W家使用了一種復合結構，將兩種不同的材料層疊在一起。這些材料中的一種是磁致伸縮的，其將磁場轉(zhuǎn)換成應力，而另一種是壓電的，其將應力或振動轉(zhuǎn)換成電場。這種結合使設備可以將磁場轉(zhuǎn)化為電流。

該裝置具有束狀結構，其一端被夾緊，而另一端則根據(jù)施加的磁場自由振動。科學家說，安裝在光束自由端的磁鐵會放大運動，并有助于產(chǎn)生更高的電能。普里亞說：“ 這項研究的突出之處在于它使用了已知的材料，通過設計一種結構，從根本上最大程度地將磁場轉(zhuǎn)換為電能，在低振幅磁場下實現(xiàn)高功率密度。”

賓夕法尼亞州立大學的助理研究員Rammohan Sri Ramdas參加了這項研究，弗吉尼亞理工大學的研究助理Hyeon Lee和Prashant Kumar以及美國陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部航空和導彈中心的高級研究科學家Mohan Sanghadasa也做出了貢獻。

這項研究中的一些團隊成員由海軍研究辦公室資助，其他成員則由國家科學基金會資助。
（責任編輯：fqj）