一家国际研究小组通过将压电复合材料与碳纤维增强聚合物（CFRP，一种公用轻强材料）相结合，设计出了一种新的能源发生装置。该装置将周围环境中的振动转化为电能，为自供电传感器提供了一种高效可靠的手段。

该小组的研究细节已于2023年6月13日发表在《纳米能源》期刊上。

能量收集涉及将环境中的能量转换为可用的电能，这对于确保可持续发展的未来非常重要。

这项研究的共同作者，来自东北大学环境研究院的教授成田文男指出："从冰箱到路灯，日常物品都连接到了物联网（IoT）上，其中许多设备配备了能够收集数据的传感器。但这些物联网设备需要电力才能运作，而在偏远地区或设备大量时这一点十分具有挑战性。"

太阳的光线、热能和震动均能产生电力。感应性材料的能力使得振动能量可以利用来产生电力。同时，CFRP由于其耐久性和轻便性，适用于航空航天和汽车工业、运动设备和医疗设备等领域。

“我们思考过，是否利用CFRP的强度和压电复合材料，来制作压电振动能量收集器（PVEH），能够成为一种更高效、更耐用的收集能源的方式，”纳利塔表示。

该组使用了 CFRP 和钾钠铌酸盐（KNN）纳米颗粒与环氧树脂的混合物来制造该装置。CFRP 既起到了电极的作用，也起到了加强基底的作用。

所谓的C-PVEH设备不负众望。测试和模拟显示，即使弯曲超过10万次，它也能保持高性能。它能够存储产生的电力并驱动LED灯。此外，它在能量输出密度方面优于其他基于KNN的聚合物复合材料。

C-PVEH将有助于推动自供电物联网传感器的发展，从而带来更多节能的物联网设备。

Narita和他的同事们也对他们的突破性技术进步感到兴奋。

“除了我们的C-PVEH设备带来的社会效益，我们也为我们对能量收集和传感器技术领域做出的贡献感到激动。优秀的能量输出密度和高韧性的结合可以引导未来研究其他复合材料的多种应用。”