近日，我校機(jī)械工程學(xué)院孫萬(wàn)教授等人在能源領(lǐng)域頂級(jí)期刊《可再生與可持續(xù)能源評(píng)論》（Renewable and Sustainable Energy Reviews）上發(fā)表題為“Navigating the future of flow-induced vibration-based piezoelectric energy harvesting”的綜述文章。孫萬(wàn)和韓國(guó)中央大學(xué)石鐘元（Jongwon Seok）教授為論文的共同通訊作者，孫萬(wàn)為論文的第一作者，碩士研究生王一恒為論文的共同作者，江蘇大學(xué)為該論文的第一單位，韓國(guó)中央大學(xué)、東南大學(xué)為合作單位。
隨著移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量的顯著增加，需要可靠環(huán)保的電力解決方案來(lái)確保這些設(shè)備的可持續(xù)運(yùn)行，因此開(kāi)發(fā)新型能量收集技術(shù)變得越來(lái)越迫切。其中，流致振動(dòng)能量收集作為一種可再生和清潔的能源技術(shù)，被認(rèn)為將在未來(lái)能源系統(tǒng)的脫碳過(guò)程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，且可以滿(mǎn)足日益普及的移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備持續(xù)可靠運(yùn)行的能源需求。
該論文探討了壓電技術(shù)和材料的發(fā)展，對(duì)流致振動(dòng)能量采集器的機(jī)理、建模技術(shù)和當(dāng)前發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了全面綜述，并討論了提高壓電能量采集器效率的各種方法，包括優(yōu)化結(jié)構(gòu)配置、添加非線(xiàn)性力、應(yīng)用多穩(wěn)態(tài)狀態(tài)、改變自由度和優(yōu)化接口電路等。此外，論文還概述了未來(lái)研究的幾個(gè)前瞻性領(lǐng)域，包括利用超材料、集成深度學(xué)習(xí)和未來(lái)商業(yè)化方向，包括建造無(wú)葉片風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)和設(shè)計(jì)提高魯棒性和環(huán)境穩(wěn)定性。該研究為流致振動(dòng)能量采集器的發(fā)展提供了重要的參考和指導(dǎo)。
圖1. 典型流激振動(dòng)發(fā)生場(chǎng)景示意圖
圖2. 流致振動(dòng)能量收集器的潛在位置和應(yīng)用場(chǎng)景
該文通過(guò)對(duì)流致振動(dòng)壓電能量收集的研究現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展的整合和討論，相信將引導(dǎo)更多的開(kāi)創(chuàng)性研究朝著正確的方向發(fā)展，并為該領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人士提供有用和豐富的參考。這將有助于協(xié)調(diào)跨學(xué)科研究，建立廣泛的合作，并進(jìn)一步促進(jìn)流致振動(dòng)壓電能量收集的實(shí)際應(yīng)用和商業(yè)化。
該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（52105101、U23A20661、92248301）、江蘇省科技創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)基金（BE2022610）、韓國(guó)國(guó)家研究基金（NRF2022R1A2C1007069）等的支持。（機(jī)械工程學(xué)院）
文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032124003502
