三种收集环境能源的技术

脉冲能量:通过连接到心脏表面的压电收集装置，可以收集足够的能量来供应心脏起搏器

物联网中的需求和低成本组件促进了用于大规模实际应用的能量收集系统的发展。

在去年11月由IDTechEx在加州圣克拉拉主办的一次会议上，七个相关项目明确阐述了这一信息。除了能量收集和存储，讨论的主题还包括印刷电子产品、可穿戴设备、三维打印、超级电容、物联网和石墨烯。这些看似不同的领域实际上是紧密相连的。例如，IDTexhEx总裁拉古达斯(Raghu Das)在可穿戴设备上花钱，这些设备将在能量收集设备的支持下变得更加强大。在整个会议和展览大厅中，不同技术之间的联系显而易见:超级电容器在高效储存和释放能量方面具有巨大潜力，三维打印可以快速创建原型并满足短期生产的定制项目。

据IDTechEx的资深分析师称，2024年，能源收集行业的工业总产值将增长至约26亿美元。能量收集的主要设计原则主要来自以下三个方面:机械能、热能和辐射。

动能采集设备:通过装配在列车上，该设备利用底盘运动切断磁感应线发电，并提供给传感器。

机械能收集是方法之一。上图是一个由英国永久公司生产的模块。线圈是固定的，通过定子振动向车轮轴承上的温度传感器供电。英国东南铁路公司已经在所有148列静电列车上安装了该设备，经过调试和错误检测后，该设备将被广泛使用。

还有其他方法可以获得运动中产生的能量。有许多具有压电特性的材料:在力的作用下，材料会产生电流(即使在恢复时)。新材料不断被发现。埃尔罗伊大学的研究生开发了一种生物相容的压电薄膜，可以植入活体组织。通过在心脏表面植入多层装置，产生的电可以驱动心脏起搏器。然而，传统的电池心脏起搏器需要每隔5-10年进行一次手术，这样手术带来的风险也可以被消除。类似地，压电材料也可以用于大规模应用。在2012年伦敦夏季奥运会上，安装在地铁里的人行道照明设备是由乘客在特制的地砖上行走所产生的电力来供电的。IDTechEx估计，2014年全球压电市场约为3500万美元，是2013年的两倍。

IDTechEx分析师也对废热和电力系统市场的未来发展持乐观态度。热电系统已经发展了几十年，新的固态热电装置可以在较小的温差下工作，这使得它们能够在更广泛的领域中使用。分析师预测，从2014年到2016年，热点市场的规模将翻倍，达到近9500万美元。

汽车应用是目标之一，但工业应用更容易促进该领域的经济增长。通过废热产生向无线传感器供电，这可以降低通信设备中电源的成本和维护成本。

最神奇的方法应该是通过收集环境中的电池辐射来发电。这不是一种新方法:晶体收音机曾经很受欢迎，射频识别标签和光电池现在也很受欢迎(无源射频识别是由电磁场驱动的)。这一概念可以进一步发展和利用。因此，可以在任何地方收集不同频带的无线电能量。西班牙纺织品研究协会Aitex与其他研究人员合作，已经制造出通过微型天线编织的纺织品。由这种纺织品制成的衣服或其他物品可以收集无线电，为一些生物传感器和可穿戴设备提供能量。

IDTechEx会议只总结了一些具体可行的各种好点子的案例。近年来，由于缺乏动力和热情，许多技术事件已经消失了一段时间。在许多市场的鼓励下，它现在发展得非常快。惊人的产品即将赶上以前的个人电脑市场。能量收集产品将改变我们的日常生活必需品、我们的数据甚至我们的身体。