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被稱為物聯(lián)網(wǎng)的日常物品的無線互連依賴于無線傳感器網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡需要少量但持續(xù)的電能供應。這可以由直接從環(huán)境中發(fā)電的電磁能量收集器提供。來自法國圖盧茲大學的 Lise-Marie Lacroix 與來自圖盧茲、格勒諾布爾和美國佐治亞州亞特蘭大的同事使用數(shù)學技術(shù)——有限元模擬來優(yōu)化這樣一種能量收集器的設計，使其產(chǎn)生的電能為盡可能有效。這項工作現(xiàn)已發(fā)表在EPJ Special Topics雜志上。

物聯(lián)網(wǎng)由大量通常很小的便攜式設備組成，每個設備都需要自己的可持續(xù)微能源。電池對此并不滿意，因為它們經(jīng)常需要更換或充電。相反，人們正在考慮許多不同的技術(shù)，其中有希望的解決方案之一是電磁能量收集。

電磁能量收集器由一個振動板組成，該振動板裝有一組微磁體，面向并與一個平行的靜態(tài)線圈耦合。電能是由振動的磁鐵產(chǎn)生的，可以進入電路的電量取決于線圈和磁鐵的設計以及它們之間的間距。

Lacroix 和她的團隊研究了一個系統(tǒng)，其中磁鐵是先進的 NdFeB 磁鐵——也就是說，它們由稀土金屬釹與鐵和硼的合金組成。他們發(fā)現(xiàn)，可以通過在陣列中磁鐵的間距和線圈的匝數(shù)之間進行權(quán)衡來優(yōu)化功率。減少線圈和陣列之間的距離并增加磁鐵的厚度也可以增加它。

“我們現(xiàn)在正在使用我們通過這項研究制定的指導方針生產(chǎn)收割機，”她解釋說。這些設備可能會在航空航天、汽車和生物醫(yī)學領域以及其他依賴物聯(lián)網(wǎng)的領域證明是有用的。