压电晶体
“压电晶体”是具有电磁特性的特殊矿物质。当压电或拉伸压电晶体时,它们会产生电场。这被称为“压电效应”。压电电池在其中心具有小的带正电粒子。每当力施加在晶体上时,这个小颗粒就会被迫移动并产生电荷。可利用该电场产生电压。
压电晶体的一个常见用途是作为传感器,在施加力时产生信号。然而,最近科学家们开始研究如何将这种能量用作替代的“绿色”能量。
小规模电力
压电晶体产生的电荷相当低。为了弥补这一点,它们通常用于高重复性应用。使用压电能量来创造电力的一种方法利用个人的力量。
人们每天都要移动数千次。压电晶体可以嵌入日常服装中,如鞋子。每当一个人迈出一步时,水晶就会产生一小部分电荷。随着时间的推移和数千个步骤,这些小额费用逐渐增加,直到数量变得很大。这种能量可用于使个人电子产品(如手机和MP3播放器)充满电。
大规模电力
可以使用压电能量的另一种方式是连接许多单独的晶体。由于每个晶体的小电荷组合在一起,它们可以产生一个大的电源。
在地铁站和人行道等人流量大的地区,压电晶体嵌入楼梯和地砖中。这些单独的发电机都是相连的。当人群穿过该区域并产生力量时,系统会收集能量。单独地,小电荷是微不足道的,但是它们一起可以为电子设备供电或存储以备将来使用。
压电能量的优势在于它是完全清洁和可再生的。未来几年的创新将创造出能够在多个不同层面发电的系统,各个来源共同致力于能源独立。