汽车工程进展
开放获取

抽象的

从车轮收集压电能量

纳米塔·沙阿

由于人口的指数增长，自然资源的使用也随之增加，导致开采。现代文明要求人类依靠化石燃料来提取能源。化石燃料是由死去的植物和动物的遗骸自然形成的，可用作燃料和发电。由于化石燃料需要数百万年才能形成，并且现有资源的消耗速度比新形成的资源要快，因此它们被称为不可再生资源。另一个缺点是它在很大程度上加剧了全球变暖危机。化石燃料产生大量二氧化碳和其他温室气体，导致气候变化。因此，为了尽量减少负担并保护气候，发现不同形式的能量收集方法已变得至关重要。近年来，压电材料越来越受欢迎，因为它们有潜力提供可靠且经济高效的化石燃料替代品。该论文回顾了通过在轮胎中插入压电材料来提取电能并最终减少化石燃料的使用。
索引术语——能量收集、压电晶体、压电材料、化石燃料
简介：压电效应将振动或冲击形式的动能转化为电能。压电发电机（能量采集器）通过将环境中通常浪费的振动能量转换为可用的电能，提供了强大而可靠的解决方案。
可以收集压电能量，将人体的行走运动转化为电能。最近开发了四个概念验证的 Heel Strike Unit，每个单元本质上都是一个小型发电机，利用压电元件将机械运动转换为靴子后跟形状的电能。介绍了该小型发电机的测试和评估结果以及性能。现代文明对自然资源（例如用于获取能源的化石燃料）造成了过多的负担。它对气候和人类健康也有不利影响。因此，有必要开发非常规的能源利用方法。其中很少有成功实施的是太阳能、风能和沼气能源。最近，已经开发出一种新技术，该技术使用压电材料从车轮收集能量。压电材料用于将机械应力转换为电压。通过施加在压电材料上的力产生电能的现象称为压电效应。一些天然可用的压电材料是罗谢尔盐和石英晶体。非天然压电材料包括锆酸铅和钛酸钡。当压电晶体放置在两块金属板之间并受到机械力时，会导致晶体内的电荷失去平衡。多余的正电荷和负电荷出现在晶面的相对两侧。金属板收集并使用该电荷来产生电能。相似地，我们可以排列轮胎内的压电晶体并通过机械力产生电能。在这篇评论论文中，产生的电能存储在电容器或电池中以供进一步使用。压电材料产生交流电压，使用整流器或逆变器将其转换为直流电压。由于所有电器均使用直流电源，因此将其转换为直流电压。本文使用的压电材料是PZT-5A。