חוקרים מאוניברסיטת MIT פיתחו התקן בגודל מטבע שמסוגל להפיק אנרגיה מתנודות בתדרים נמוכים. התקנים להפקת אנרגיה מתנודות כבר קיימים, אבל לדברי החוקרים, הטווח הרחב יותר שהם השיגו מאפשר להפיק פי 100 יותר אנרגיה מההתקנים הקיימים.
ההתקן מיועד לשמש כמקור כוח עבור מכשירי חשמל זעירים, ובעיקרם החיישנים האלקטרוניים שמשמשים למעקב אחר נתונים במגוון עצום של תצורות ושימושים. בין היתר להתראה על תקלות בציוד מכני, למדידת תנועה של גשרים, למעקב אחר גובה פני המים, ועוד. ההתקן להפקת האנרגיה יפתור את המגבלה המרכזית של החיישנים – מקור האנרגיה. כרגע החיישנים פועלים על סוללות שדורשות החלפה לאחר זמן מסוים. דבר בעייתי כשמתחזקים רשתות של מאות חיישנים במקומות שונים ורחוקים.
הפקת חשמל מתנודות נעשית באמצעות שימוש בחומרים בעלי תכונות פיאזואלקטריות, כמו קווארץ וקריסטלים אחרים. חומרים אלה מפיקים מתח חשמלי בתגובה ללחץ מכני. ההתקנים פועלים באמצעות מיקום שבב משכבות של חומרים פיאזואלקטריים על קורה דקיקה. כך שתזוזת הקורה גורמת לשבב לייצר חשמל. עם זאת, כמות החשמל מההתקנים היא מוגבלת, משום שכל קורה רועדת בתדירות מסוימת בלבד. פרופ’ דניאל איינמן מאוניברסיטת מישיגן מסביר את הבעייתיות בשיטה: “אם הרעידה היא בתדר קבוע אז העיצובים הקיימים מתפקדים בסדר, אבל מספיק שינוי קל בתדירות כדי לגרום לירידה קיצונית בתפוקת החשמל”.
בניגוד להתקנים הקיימים, השבב שפותח ב-MIT מתבסס על עיצוב שונה. השבב הפיאזואלקטרי משמש כבסיס ההתקן, ועליו מונח מבנה דמוי גשר שבמרכזו משקולת קטנה. באמצעות העיצוב הזה מצליח ההתקן להגיב למגוון של תדרים נמוכים במקום רק לתדר אחד בודד. לפי החוקרים ההתקן מפיק 45 מיקרו וואט, פי 100 ממתחריו. התדר הנמוך יכול לאפשר הפקה של אנרגיה גם מרעידות זניחות, כמו שאלו שקיימות בבניינים או בגשרים לדוגמא.
בקבוצת החוקרים מקווים להמשיך לייעל את ההתקן כדי שיצליח להפיק עוד חשמל. לדברי ארמן האג’טי, המטרה היא שההתקן יפיק מעל ל-100 מיקרו וואט. “זה מה שאנשי האלקטרוניקה מבקשים מאיתנו”, מסביר האג’טי, “עם 100 מיקרו וואט אפשר להפעיל רשת שלמה של חיישנים חכמים שידברו ביניהם לנצח”.
(מקור – אוניברסיטת MIT)
