（文章來源：科技報告與資訊）

電力系統在為我們的房屋照明和設備供電的同時，周圍還會產生一些小的磁場。科學家們開發了一種新的機制，能夠收集這種浪費的磁場能量，并將其轉化為足夠的電能，為智能建筑和工廠的下一代傳感器網絡供電。

賓夕法尼亞州立大學材料科學與工程學教授，副研究副總裁沙尚克·普里亞（Shashank Priya）表示：“就像陽光是我們試圖收獲的自由能源一樣，磁場也是如此。我們的房屋，辦公室，工作場所和汽車中都存在這種無處不在的能量。因為無處不在，我們有機會收集這種背景能量并將其轉換為可用的電能。”

由賓夕法尼亞州立大學的科學家領導的一個團隊開發了一種設備，在低水平磁場下工作時其功率輸出比目前最先進技術的輸出還要高400%，一般房屋和建筑物中存在的磁場都是低水平磁場。科學家說，這項技術會對智能建筑的設計產生影響，因為智能建筑的設計需要自供電的無線傳感器網絡來完成諸如監測能量和運行模式以及遠程控制系統等工作。

普里亞說：“眾所周知，如果使許多功能自動化，實際上可以顯著提高能源效率。建筑物一般都是國家最大的電力消耗者之一。因此，即使能源消耗減少百分之幾，也會產生兆瓦級的節能效果。傳感器將使這些控制自動化，而我們的技術就是為這些傳感器供電。”

研究人員設計了大約1.5英寸長的象紙一樣薄的裝置，可以將其放置在附近的電器、燈或電源線上面或旁邊，這些地方的磁場是最強的。科學家們說，這些磁場一般都會隨電流而快速消散。當放置在距加熱器4英寸處時，該設備產生的電能足以為180個LED供電，而在8英寸處，則足以為數字鬧鐘供電。科學家在“ Energy and Environmental Science ”雜志上發表了這些發現。

賓州州立大學助理研究員，該研究的共同作者Min Gyu Kang說：“這些結果為集成傳感器和無線通信系統的可持續能源發展提供了重大進展。”科學家使用了一種復合結構，將兩種不同的材料層疊在一起。這些材料中的一種是磁致伸縮的，其將磁場轉換成應力，而另一種是壓電的，其將應力或振動轉換成電場。這種結合使設備可以將磁場轉化為電流。

該裝置具有束狀結構，其一端被夾緊，而另一端則根據施加的磁場自由振動。科學家說，安裝在光束自由端的磁鐵會放大運動，并有助于產生更高的電能。普里亞說：“ 這項研究的突出之處在于它使用了已知的材料，通過設計一種結構，從根本上最大程度地將磁場轉換為電能，在低振幅磁場下實現高功率密度。”

賓夕法尼亞州立大學的助理研究員Rammohan Sri Ramdas參加了這項研究，弗吉尼亞理工大學的研究助理Hyeon Lee和Prashant Kumar以及美國陸軍作戰能力發展司令部航空和導彈中心的高級研究科學家Mohan Sanghadasa也做出了貢獻。

這項研究中的一些團隊成員由海軍研究辦公室資助，其他成員則由國家科學基金會資助。
（責任編輯：fqj）