研究人员们已经开发出一种设备，利用压电复合材料和碳纤维增强聚合物将环境振动转化为电能。这一被命名为C-PVEH的设备耐用高效，为物联网设备供电提供了一种前景广阔的解决方案，预示着能源高效技术的进步。

一个国际研究团队通过将压电复合材料与碳纤维增强聚合物（CFRP）相结合，成功打造了一种全新的能量发电装置。碳纤维增强聚合物是一种常用的轻量且强度高的材料。这种新装置将来自周围环境的震动转化为电能，为自供电传感器提供了高效可靠的方式。

团队的研究细节于2023年发表在《纳米能源》杂志上。

能量收集是将环境中的能量转化为可用的电能，这对确保可持续未来至关重要。

“从冰箱到街灯，日常物品都作为物联网的一部分与互联网相连接，其中许多物品配备了传感器以收集数据。”这份研究的合著者、东北大学环境学研究院的教授成为幸夫说道：“然而，这些物联网设备需要电源才能正常运行，但当它们位于偏远地区或者数量众多时，供电就成为一个挑战。”

太阳的光线、热量和振动都能产生电力。振动能量能够得到利用，得益于压电材料在受到物理压力时能够产生电流的特性。同时，CFRP（碳纤维增强塑料）由于其耐久性和轻便性，在航空航天和汽车工业、体育设备以及医疗设备中都能找到应用。

"“我们思考着，能否利用碳纤维增强复合材料的强韧性和压电复合材料来设计一种压电振动能量收集器（PVEH），从而实现更高效、更耐用的能量收集方式，"纳留多（Narita）说道。

该团队使用碳纤维增强聚合物（CFRP）和钾钠铌酸盐（KNN）纳米颗粒与环氧树脂的混合物制造了这个装置。CFRP既起到了电极的作用，又充当了加强基底。

所谓的C-PVEH装置不负众望。测试和模拟揭示，即使被弯折了超过100,000次，它仍能保持高性能。它被证明能储存所产生的电能，驱动LED灯。此外，在能量输出密度方面，它优于其他基于KNN的聚合物复合材料。

新能源动力车辆（C-PVEH）将推动自供能物联网传感器的发展，从而实现更加高效节能的物联网设备。

成田和他的同事们对他们的突破性技术进步也感到兴奋不已。“除了我们的C-PVEH装置在社会上带来的益处之外，我们对我们在能量收集和传感器技术领域所做的贡献也感到非常激动。出色的能量输出密度和高弹性的完美结合将引导未来对其他复合材料进行多样化应用的研究。”