Электрическая энергия генерируется в результате таких явлений, как: тепло, движение, ядерное преобразование, химическая реакция.

Однако, ученные из финского технического исследовательского центра VTT обнаружили новый метод генерации электричества с использованием механической вибрации. Они придумали как «собрать» энергию колебаний, естественно возникающих в результате, когда две вибрирующие поверхности, с различными значениями такого свойства материала как работа выхода электрона, соединены при помощи электродов, и эта энергия потенциально может быть использована для зарядки носимой и прочей низковольтной электроники.

Работа выхода электрона — это свойство поверхности материала, определяющее разницу между энергией электрона в покое и минимальной термодинамической работой, которая необходима для эмиссии электрона с поверхности. На этом принципе часто основано действие фотоэлектрических устройств и катодно-лучевых трубок, а иногда с ним борются в различной чувствительной электронике. Но никогда ранее это явление не использовалось для сбора энергии колебаний.

Ученые из VTT разработали конденсатор с параллельными пластинами, с изготовленными из меди и алюминия, который был включен во внутреннюю схему устройства. По причине различных значений работы выхода, пластины показали напряжение 1 В в процессе перехода электроном с одной поверхности на другую. Электроды из различных материалов в теории могут генерировать и большее напряжение – от 3 до 5 вольт в зависимости от типа электронного перехода в паре проводников. Медная пластина была жестко закреплена в то время, когда электромотор передавал вибрацию на алюминиевую пластину.

Исследователи так же симулировали действие своего «сборщика» энергии работы выхода в реальной микро электромеханической системе (MEMS – micro electromechanical system), при этом обнаружив, что наличие внутреннего напряжения может привести к тому, что выходное напряжение будет на порядок выше, чем при вибрации с частотой механического резонанса устройства.

Такие устройства для «сбора» энергии работы выхода имеют как минимум одно огромное преимущество перед пьезоэлектрическими и электростатическими устройствами, которые так же производят электричество путем преобразования вибрации и используются для обеспечения энергией всевозможных сенсоров и медицинских имплантов – ученые отмечают, что такое устройство не нуждается во внешнем источнике питания или электретного материала (в большинстве случаев – электростатический магнит), а так же они могу генерировать больше энергии в различных рабочих условиях.

VTT предполагает, что для вывода технологии на рынок понадобится около шести лет, при этом исследователи делают акцент на том, что необходим пересмотр вариантов использованных микро электромеханических систем.

Facepla.net по материалам: nature.com