Electroactive polymers : harvesting energy from walking

• Autorzy: Klimiec E. , Zaraska W. , Gąsiorowski K. , Sadowski T. , Pajda M.

Warianty tytułu

PL

Elektroaktywne polimery : energia uzyskiwana z chodzenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Piezoelectric polymers film materiał allows for the conversion of mechanical energy applied to the materiał into electrical energy that can be used for supplying energy to electronic devices. While this method does not allow obtaining large useful power, recent advances in electronic technology, in particular wide availability of submicron low-power CMOS processes, have madę feasible the idea of using EAPs as power converters for human powered electronics. This concept allows to overcome the necessity of using battery as a power source, which is one of the main obstacles to widespread adoption of wearable computing devices. Of particular interest is harvesting energy from walking, which can be achieved by using an EAP shoe insole. This is presented in this paper. Maximum power has been calculated that can be drawn from walking energy owing to application of an PP-PE piezoelectric element. The amount of electric energy obtained from a PE-PP foil of a thickness of 11,5 µm for a single step of a duration of 1 s - that is equivalent to a frequency of 1 Hz - amounts to 340 nJ.

PL

Za pomocą polimerowych warstw piezoelektrycznych można przeprowadzić konwersję energii mechanicznej w energię elektryczną, która zasili urządzenia elektroniczne. Mimo że uzyskiwana w ten sposób moc nie jest duża, nowe osiągnięcia w dziedzinie technologii CMOS umożliwiają zastosowanie elektroaktywnych polimerów (EAP) jako przetworników energii pochodzącej z ruchu człowieka w energię elektryczną zasilającą urządzenia. Umożliwia to wyeliminowanie baterii jako źródła zasilania, co rozwiązuje jeden z głównych problemów w rozwoju komputerowej elektroniki przenośnej. Szczególnie interesujące jest uzyskiwanie energii z chodzenia, co zostało przeprowadzone za pomocą wkładki do butów z piezoelektryczną warstwą folii PE-PP i przedstawione w artykule. Obliczono maksymalną moc, jaką można otrzymać z energii chodzenia przy zastosowaniu piezoelektrycznego elementu polietylen-polipropylen (PE-PP). Wartość energii elektrycznej jaką uzyskano z jednej 11,5 µm warstwy folii PE-PP dla jednego kroku o czasie trwania 1 s, co odpowiada 1 Hz, wynosi 340 nJ.

Słowa kluczowe

EN

conversion energy; electroactive polymers; low power

PL

elektroaktywne polimery; konwersja energii; małe moce

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 49, nr 2
• Strony: 68--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., il., rys., tab., wykr

Twórcy

autor

Klimiec E.

autor

Zaraska W.

autor

Gąsiorowski K.

autor

Sadowski T.

autor

Pajda M.

• Instytut Technologii Elektronowej, Oddział w Krakowie

Bibliografia

• [1] Starter T., Paradiso J.: Human Generated Power for Mobile Electronics, Piguet C. (ed), Low Power Electronics Design. CRC Press, Summer 2004.
• [2] MSP430x20x1, MSP430x20x1, MSP430x20x1 microcontroller datasheet, Texas Instruments, 2005.
• [3] MAX4130-MAX4134 Operational amplifier datasheet. Maxim Semiconductors, 1997.
• [4] Klimiec E., Zaraska W., Zaraska K., Cichocki A., Gąsiorski K.P., Sadowski T., Pajda M.: Electroactive polymers - investigation of piezoelectric properties. Elektronika, nr 12, 2006.
• [5] Loreto Mateu M., Fonellosa R., Moll R.: Electrical Characterization of a Piezoelectric film-based power generator for autonomous wearable devices. European Union Project TIC2001/2337.