Two-dimensional octagonal phononic crystals for highly dense piezoelectric energy harvesting

能量收集 超材料 材料科学 压电 机械能 数码产品 工作(物理) 带隙 无线 可穿戴计算机 功率(物理) 结构健康监测 能量(信号处理) 可穿戴技术 光电子学 纳米技术 工程物理 电气工程 机械工程 计算机科学 电信 工程类 物理 复合材料 嵌入式系统 量子力学
作者
Choon-Su Park,Yong Chang Shin,Soo-Ho Jo,Heonjun Yoon,Wonjae Choi,Byeng D. Youn,Miso Kim
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:57: 327-337 被引量:114
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2018.12.026
摘要

Piezoelectric energy harvesting at multi-scales has received considerable attention as an attractive powering technology which enables sustainable self-powered operation of small electronics such as wireless sensors. Self-powered wireless sensors for structural health monitoring, biomedical and wearable applications would be great potential applications with high market demand. A key challenge has been insufficient power generation for practical applications, which necessitates a new paradigm in the design of energy harvesting systems. In this work, drastic enhancement of harvesting performance along with energy focusing is demonstrated both analytically and experimentally by introducing metamaterial-based energy harvesting (MEH) systems. Metamaterials, artificially engineered structures, exhibit unique properties including band gap and negative refractive index and thus enable us to manipulate mechanical wave propagations. Wave guide and localization toward a desired position can lead to amplification of harvestable input mechanical energy. In this work, systematic design of two-dimensional octagonal phononic crystals (PnCs) through geometric and band gap optimization process is proposed and followed by experimental demonstration. Energy confinement and localization at the defect of proposed PnCs leads to successful enhancement of harvesting power up to 22.8 times compare to the case without the presence of metamaterial.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
自由滑大王完成签到 ,获得积分10
1秒前
CodeCraft应助彩色的夏青采纳,获得10
1秒前
李洁完成签到,获得积分10
3秒前
CodeCraft应助王晓茜采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
fang完成签到,获得积分10
5秒前
Orange应助俭朴的一曲采纳,获得10
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
香蕉觅云应助小马采纳,获得10
10秒前
10秒前
英俊的铭应助瀅瀅采纳,获得10
10秒前
10秒前
Jasper应助海潮飞翔采纳,获得10
11秒前
11秒前
...完成签到,获得积分10
11秒前
ZeKaWa应助堡主采纳,获得10
11秒前
Hide杰完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
妮妮发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
bob完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
小6发布了新的文献求助10
14秒前
orixero应助坚定剑成采纳,获得10
15秒前
15秒前
斯文败类应助muyi采纳,获得10
16秒前
PP完成签到,获得积分10
16秒前
温柔雅蕊完成签到,获得积分10
16秒前
liuf发布了新的文献求助10
16秒前
...发布了新的文献求助30
17秒前
干净寻冬应助默默善愁采纳,获得10
17秒前
cuicui发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
庚朝年完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
wtdai完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
果粒橙子发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
Theoretical Modelling of Unbonded Flexible Pipe Cross-Sections 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 880
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
3rd Edition Group Dynamics in Exercise and Sport Psychology New Perspectives Edited By Mark R. Beauchamp, Mark Eys Copyright 2025 600
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
Digital and Social Media Marketing 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5620667
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4705247
关于积分的说明 14930934
捐赠科研通 4762530
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2551078
邀请新用户注册赠送积分活动 1513735
关于科研通互助平台的介绍 1474655