KRISS desenvolve metamaterial para capturar e amplificar microvibrações para melhor captação de energia

Instituto de Pesquisa de Padrões e Ciência da Coreia, Daejeon, Coreia do Sul
Metamaterial desenvolvido por KRISS. (Imagem:Instituto de Pesquisa de Padrões e Ciência da Coreia)
O Instituto de Pesquisa de Padrões e Ciência da Coreia (KRISS) desenvolveu um metamaterial que captura e amplifica microvibrações em pequenas áreas. Espera-se que esta inovação aumente a produção de energia da colheita de energia, que converte a energia vibratória desperdiçada em eletricidade, e acelere a sua comercialização.

A coleta de energia refere-se à tecnologia que converte energia desperdiçada na forma de calor, luz e vibração em energia elétrica. Embora a geração de energia solar, que utiliza a luz solar como fonte de energia, seja comumente usada, ela apresenta limitações como produção inconsistente e incapacidade de gerar energia sob certas condições climáticas.

Em contraste, a utilização de vibrações onipresentes como fonte de energia permite a geração de energia estável sem restrições ambientais circundantes. É por isso que a captação de energia vibratória continua a ganhar atenção como uma futura fonte de energia para sensores da Internet das Coisas (IoT) que requerem uma fonte de alimentação constante 24 horas por dia, 7 dias por semana e dispositivos médicos vestíveis que devem medir a pressão arterial e os níveis de açúcar em tempo real.

Os principais problemas que impedem a captação de energia vibratória são que ela tem menor produção de energia e custos de produção mais elevados, o que a torna um fraco candidato para aplicação prática. Embora a quantidade de energia produzida seja proporcional à magnitude da vibração colhida, a maioria das vibrações que encontramos na vida diária são minúsculas.

Para superar este problema significativo, numerosos dispositivos de conversão, tais como elementos piezoelétricos, devem ser instalados em vários locais expostos a vibrações relativamente grandes.

O metamaterial desenvolvido pelo KRISS captura e acumula microvibrações dentro dele e as amplifica em mais de 45 vezes. Isso permite a geração de energia elétrica em larga escala em relação ao pequeno número de elementos piezoelétricos utilizados. Ao aplicar a coleta de vibração com o metamaterial desenvolvido, a equipe de pesquisa conseguiu gerar mais de quatro vezes mais eletricidade por unidade de área do que as tecnologias convencionais.

Em particular, o metamaterial recentemente desenvolvido tem uma estrutura fina e plana, aproximadamente do tamanho da palma da mão de um adulto, permitindo que seja facilmente fixado a qualquer superfície onde ocorra vibração. Como sua estrutura pode ser facilmente modificada para se adequar ao objeto ao qual será fixado, sua gama de aplicações é diversificada, desde sensores diagnósticos que verificam danos em prédios altos ou grandes pontes até pequenos biossensores que monitoram as condições de saúde dos indivíduos.

“Esta pesquisa é a primeira no mundo a acumular e amplificar vibrações com sucesso usando um metamaterial de superfície que retém vibrações temporariamente”, disse o pesquisador sênior Lee Hyung Jin do Grupo de Metrologia de Acústica, Ultrassom e Vibração do KRISS.

O pesquisador sênior Seung Hong Min, do Grupo de Metrologia Não Destrutiva, também expressou seu interesse, comentando:“Os metamateriais podem ser usados para desenvolver sensores de alta precisão e alta sensibilidade de próxima geração, amplificando bastante as vibrações ultrafinas que eram difíceis de medir com sensores convencionais”.

Para mais informações, entre em contato com Eunhye Bae em Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa ter o JavaScript habilitado para visualizá-lo.