
【電】 ultrasonic storage cell
【電】 hyper sonic; ultrasonic
lay aside; store
battery; cell; pile
【化】 cell; electric cell; electric cells; element; galvanic element
【醫】 battery; battery cells; electric battery
超聲納貯電池(Ultrasonic Nano-storage Battery)是一種基于壓電效應與納米材料儲能技術相結合的新型微型能源裝置。以下從術語構成與技術原理兩方面進行解釋:
超聲 (Ultrasonic)
指利用高頻聲波(>20 kHz)激發壓電材料産生電能的能量收集技術,英文對應"Ultrasonic Energy Harvesting"。其核心是通過壓電換能器将機械振動能轉化為電能。
納貯 (Nano-storage)
"納"指納米級材料(如多孔納米碳、金屬有機框架MOFs),"貯"表示儲能。英文術語"Nano-storage"強調利用納米材料的高比表面積特性提升電荷存儲密度。
電池 (Battery)
此處指廣義的儲能單元,實際為"混合系統"(Hybrid System),兼具能量收集(超聲)與存儲(納貯)功能,區别于傳統化學電池。
超聲納貯電池的工作原理分為兩階段:
壓電材料(如锆钛酸鉛PZT)在環境超聲振動下發生形變,産生交流電,經整流電路轉為直流電。
電能注入納米結構電極(如石墨烯氣凝膠),通過雙電層效應(EDLC)或赝電容效應高效存儲電荷。納米孔隙(1-100 nm)可提供高達1500 m²/g的比表面積,顯著提升儲能密度。
利用人體内超聲驅動,為心髒起搏器、神經刺激器等供能,避免手術更換電池風險(來源:Nature子刊Bioengineering技術綜述)。
在機械振動環境中自供電,適用于工廠設備狀态監測(來源:IEEE Transactions on Industrial Electronics案例研究)。
特性 | 傳統電池 | 超聲納貯電池 |
---|---|---|
能量來源 | 化學能 | 環境機械振動能 |
壽命 | 有限(需更換) | 理論無限(自供能) |
功率密度 | 高 | 中等(μW-mW級) |
環保性 | 含重金屬 | 無污染材料 |
數據來源:Advanced Energy Materials 關于微型能源系統的性能對比研究
該技術仍處于實驗室開發階段,核心挑戰在于提升能量轉換效率(目前<15%)及系統集成度,但被視為未來微型電子設備的理想供能方案。
“超聲納貯電池”是一個結合了超聲波技術與蓄電池功能的複合術語,其核心含義可通過以下層面解析:
根據專利描述,這類電池在傳統蓄電池(如鉛酸電池)基礎上增加了超聲波換能器和傳感器系統。其核心作用包括:
需注意“超聲納”可能存在術語翻譯或拼寫誤差,實際應用中更常見表述為“超聲波蓄電池”或“超聲輔助蓄電池”。其技術目前多見于實驗室或專利階段,尚未大規模商業化。
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