中国储能网讯：对可持续能源的日益增长的需求导致了对利用自然力量的探索，其中一项很有前途的技术是压电能量（piezoelectric energy）采集，将机械振动转化为电能。这一技术有可能彻底改变我们为设备供电的方式，减少对化石能源的依赖。

  压电，一个源自希腊语“piezein”的术语，本意是“印刷”，最早由法国物理学家雅克和皮埃尔·居里于1880年发现。他们观察到，某些材料如石英和罗谢尔盐，在受到机械应力时会产生电荷。压电材料的这种独特特性使它们能够通过机械振动发电，例如声波、运动或压力产生的振动。

  压电能量采集背后的科学在于材料的原子结构。压电材料具有不对称单元的晶体结构，可在晶格内产生正负电荷的分离。当受到机械应力时，晶格发生变形，导致电荷移动并产生电势，然后可以利用这种势能转化为可用电力。压电能量采集的主要优点之一是能够从较宽范围的振动频率中产生功率，可为小型电子设备供电或为大型电网供电。此外，压电材料非常耐用，可以承受恶劣的环境条件，非常适合在偏远或人迹罕至的地方使用。

  压电能量采集的潜在应用是广泛而多样的。例如，在可穿戴技术领域，压电材料可以集成到衣物或配饰件中，通过穿着者的动作产生电力。这可以用于为智能手机、健身追踪器或医疗传感器等设备供电，减少对电池的需求，使设备更环保。

  另一个有前景的应用是在运输领域。压电材料可以嵌入路面、铁轨或机场跑道，以捕捉车辆产生的机械振动并将其转化为电能。然后，这些能源可以用于为路灯、交通信号灯甚至电动汽车供电，从而减少交通部门的总体碳足迹。

  在可再生能源领域，压电材料可以用来提高现有技术的效率。例如，它们可以被嵌入风力涡轮机或波浪能转换器中，以捕捉风或波浪产生的振动，并将其转换为额外的电力。这可以显著提高这些可再生能源系统的总体产出，有助于实现更可持续的能源组合。

  尽管压电能量采集具有巨大的潜力，但在被广泛采用之前，仍有许多挑战需要克服。主要障碍之一是当前压电材料的功率输出相对较低，这限制了它们在高功率场景中的适用性。然而，正在进行的研究集中在开发新材料和优化其性能，以提高其能量转换效率。随着该领域的研究和开发不断推进，我们预计会看到越来越多的应用利用这一创新技术减少我们对化石能源的依赖，为更绿色的未来做出贡献。