• 제목/요약/키워드: Piezoelectric energy harvesting

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$Fe_2O_3$가 첨가된 $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3$ - $PbTiO_3$ - $PbZrO_3$ 세라믹의 바이몰프 액츄에이터를 이용한 에너지 하베스팅 (Energy Harvesting from the Bimorph Actuator using $Fe_2O_3$ Added $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3$ - $PbTiO_3$ - $PbZrO_3$ Ceramics)

  • 징영훈;김창일;이영진;백종후
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.330-330
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    • 2008
  • $Fe_2O_3$ added Pb$(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-PbTiO_3-PbZrO_3 $ (PNN-PT-PZ) ceramics were produced in order to use them as a bimoph acturator for energy harvesting. Especially, the 0.25 wt% $Fe_2O_3$ added 0.4PNN-0.357PT-0.243PZ, having the composition of morphotropic phase boundary, showed good piezoelectric properties of $d_{33}$ of 810 pC/N, $k_p$ of 77% and $Q_m$ of 55 along with a high Curie temperature of $210^{\circ}C$. A bimorph actuator, composed of the two piezoelectric layers bonded together with a phosphorous bronze layer as a central metallic electrode, was successfully fabricated. The bimorph actuator, vibrated with a 1.3 mm amplitude at 68 Hz, produced high electric power of approximately 60 mW.

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충격에너지를 활용한 압전 발전기의 특성을 이해하기 위한 실험 연구 (A Experimental Study to Understand of a Characteristics of a Piezo-Generator using Impact Energy)

  • 이재준;문학룡;권수안;류승기
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권5D호
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    • pp.689-695
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    • 2011
  • 본 논문에서는 도로공간에서 전력 생성이 가능한 신재생 에너지 기술들 중에서 압전효과를 활용하는 방법에 대한 연구를 수행하였다. 도로공간을 주행하는 수많은 차량을 이용하여 전력을 생성할 수 있는 신재생에너지 기술 연구의 일환으로, 외부의 충격하중을 전기에너지로 바꾸어 주는 압전효과를 이용하여 도로공간에 적용가능한 압전발전기를 개발하기 위한 기초연구를 수행하였다. 압전세라믹을 이용한 압전발전 수확기를 개발하기 위한 충격하중에 따른 특성 실험을 하였다. 압전발전기 형상 개발을 위해 충격하중 전달 방법, 충격흡수에 따른 압전세라믹의 발전 특성, 충격하중의 종류에 따른 압전 발전 수확기의 전압 발전 특성을 비교분석 하였다.

Cantilever형 바이몰프 압전소자의 출력특성에 관한 연구 (A Study on the Output Characteristics for the Cantilever Piezoelectric Bimorph)

  • 김용혁
    • 전기학회논문지
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    • 제59권3호
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    • pp.581-587
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    • 2010
  • Using piezoelectric elements to harvest energy from ambient vibrations has been of great interest over the past few years. Due to the relatively low power output of piezoelectric materials, there are many study to improve the energy harvesting efficiencies. This paper is study the efficiencies of the output energy considering the cantilever piezoelectric bimorph using aluminum vibration beam. when the length of vibration beam and the piezoelectric body becomes same and the maximum output power comes out. DC voltage was increased as the beam thickness and vibration frequency was increased. The vibration beam was able to achieve very large energy value.

와류를 이용한 압전 에너지 수확 회로의 전력 분석 (Electrical power analysis of piezoelectric energy harvesting circuit using vortex current)

  • 박건민;이종현;조치영
    • 한국음향학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.222-230
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    • 2019
  • 본 논문에서는 유체의 와류 현상을 이용한 에너지 하베스팅 회로의 전력을 분석하였다. 와류를 전기 에너지로 바꾸기 위한 소자로 PVDF(Polyvinylidene fluoride) 압전 센서를 사용하였으며, 전력 분석을 위해 잘 알려진 브리지 다이오드 정류 회로와 전력 변환 효율을 향상시키기 위해 다이오드 정류회로 입력단에 병렬 동기 스위치 회로를 접목한 P-SSHI(Parallel Synchronized Switch Harvesting on Inductor) 정류 회로를 사용하였다. 다이오드 및 P-SSHI 정류 회로의 출력 전력은 이론을 통해 분석하였고 실험을 통해 검증하였다. 공기에 의한 와류를 이용한 실험을 통해 P-SSHI 정류 회로의 전력효율이 69 % 증가됨을 확인하였다. 또한 수확된 와류 에너지를 슈퍼 커패시터에 저장하는 회로를 구현하여 2차 전지로써 활용이 가능함을 확인하였다.

Hf 도핑된 BaTiO3 나노입자 기반의 플렉서블 압전 소자 개발 및 특성평가 (Development and Characterization of Hafnium-Doped BaTiO3 Nanoparticle-Based Flexible Piezoelectric Devices)

  • 장학수;박현준;김광현;이경자;지재훈;이동훈;정영화;이민구;백창연;박귀일
    • 센서학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.34-39
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    • 2024
  • Energy harvesting technology that converts the wasted energy resources into electrical energy is emerging as a semipermanent power source for self-powered electronics and wireless low-power sensor systems. Among the various energy conversion techniques, flexible piezoelectric energy harvesters (f-PEHs), using materials with piezoelectric effects, have attracted significant interest because they can harvest a small mechanical energy into electrical signals without constraints of time and space in various environments. In this study, we used a flexible piezoelectric composite film fabricated by dispersing BaHfxTi(1-x)O3 (x = 0, 0.01, 0.05, 0.1) piezoelectric powders inside a polymeric matrix to facilitate f-PEHs. The fabricated f-PEH with optimal Hf contents (x = 0.05) generated a maximum output voltage of 0.95 V and current signal of 130 nA with stable electrical/mechanical disabilities under periodically bending deformations. In addition, we demonstrated a cantilever-type f-PEH and investigated its potential as a sensor by characterizing the output performance under mechanical vibrations at various frequencies. This study provides the breakthrough for realizing self-powered energy harvesting and sensing systems by adopting the lead-free piezoelectric composites under vibrational environments.