大邱庆北科学技术院（DGIST）机器人与机电一体化工程系Jang Kyung-In教授领导的团队开发出三维可拉伸压电能量收集器，可以利用身体运动来获取电能。该设备可以附着在皮肤或衣服上，用作可穿戴能量收集器。相关研究成果发表在期刊《ACS Nano》上。
（图片来源：acs.org）
基于利用摩电效应还是压电效应，能量收集器可分为两种类型。该团队开发的设备基于压电效应，可通过弹性皮肤或关节运动等身体活动来产生电能。
以往针对压电能量收集器的研究大多使用有机或复合压电材料。这些材料的能量效率较低，难以从身体运动中获取足够的能量，使其作为可穿戴能量设备的应用受限。
该团队开发的器件基于锆钛酸铅（PZT），具有较高的压电效率。PZT具有出色的压电性能，但硬且脆，难以用作可拉伸器件。然而，该团队将PZT设计成对变形不敏感的三维结构，可同时实现高能量效率和可拉伸性。
研究人员还引入了一种新的曲率比耦合电极（curvature-specific coupling electrode）设计，将电极分成不同的部分，以便设备的电能不会被抵消。比起传统的可拉伸压电能量收集器，这使得能量效率提高了280倍。
Jang教授表示：“开发高效的可拉伸压电能量收集器技术，是这项研究的一项重大成就。预计这项技术将在商业化后变得有用，并促进可穿戴能量收集器的实际应用。”