Une équipe de recherche dirigée par le professeur Wei-Hsin Liao du Département de génie mécanique et d'automatisation, L'Université chinoise de Hong Kong (CUHK) a développé un récupérateur d'énergie léger et intelligent à base de matériaux pour récupérer l'énergie du mouvement humain, générant une alimentation électrique inépuisable et durable rien qu'en marchant.

Spécifiquement, le dispositif peut capturer l'énergie biomécanique du mouvement du genou humain, puis la convertir en électricité qui peut être utilisée pour alimenter des appareils électroniques portables tels que des podomètres, moniteurs de santé, et GPS. Ce travail a été publié dans Lettres de physique appliquée et recommandé comme article vedette par les éditeurs.

Jusque là, les chercheurs ont développé de grands appareils pour utiliser le mouvement humain pour produire de l'électricité, tels que les récupérateurs d'énergie basés sur des générateurs électromagnétiques pour capturer l'énergie lorsque les gens marchent sur des tapis roulants ou font du vélo. Cependant, ces appareils encombrants gênent la locomotion des utilisateurs et augmentent en même temps leur charge, en raison du poids considérable et de la grande force d'interaction entre les moissonneuses et le corps humain. Cela limite considérablement l'utilisation à grande échelle de ces appareils. Pour surmonter cela, une équipe de recherche dirigée par le professeur Liao a proposé et développé un collecteur d'énergie léger utilisant des composites de macrofibres piézoélectriques intégrés à de nouvelles structures mécaniques.

Les composites de macrofibres piézoélectriques sont des matériaux légers, qui peut produire de l'électricité sous déformation. Le récupérateur d'énergie proposé utilise un faisceau de flexion et un mécanisme à manivelle coulissante pour capturer le mouvement du genou humain lors de la marche. Puis, le mouvement capturé est utilisé pour déformer des pièces composites de macrofibres piézoélectriques liées à la poutre de flexion de sorte que de l'électricité soit produite lorsque le genou humain fléchit ou s'étend.

Le professeur Liao a dit :"L'articulation du genou humain a une plus grande amplitude de mouvement que les autres articulations des membres inférieurs telles que la cheville et la hanche, qui permet aux récupérateurs d'énergie de capturer le mouvement plus facilement et de générer plus d'électricité. fabriqué par des composites de macrofibres piézoélectriques, peut générer une puissance moyenne de 1,6 mW, lorsque le porteur marche à environ 2-6,5 km/h. L'électricité générée est efficace pour alimenter des appareils électroniques portables courants tels que des bandes intelligentes. Par ailleurs, le prototype ne pèse que 307 grammes. En marchant avec, le coût métabolique du porteur est presque le même que lorsqu'il marche sans l'appareil. Contrairement aux récupérateurs d'énergie existants à base de générateurs électromagnétiques, le récupérateur d'énergie léger et intelligent à base de matériaux peut capturer l'énergie du mouvement humain sans augmenter la charge de l'utilisateur. Il devrait promouvoir de manière significative l'utilisation de récupérateurs d'énergie biomécaniques.

Le professeur Liao a déclaré :"Cet appareil attirera beaucoup l'attention des alpinistes et des randonneurs. S'ils se perdent dans des montagnes reculées ou dans une région sauvage où le réseau électrique n'est pas disponible, l'appareil peut tirer de l'énergie de leur mouvement et la convertir en électricité, permettre aux porteurs de surveiller en permanence leurs signes vitaux, connaître leur position, ou même envoyer un signal SOS à tout moment lorsqu'ils ont besoin d'aide. Maintenant, nous nous concentrons sur l'amélioration des performances de la moissonneuse en réduisant le poids de l'appareil et en augmentant l'efficacité de la collecte d'énergie. Nous prévoyons de commercialiser la moissonneuse et de la commercialiser en coopérant avec des fabricants de vêtements pour intégrer l'appareil dans les vêtements de sport. »