近日，学院“海洋磁传感器和探测”储昭强老师，在能源材料领域国际顶级期刊《先进能源材料》（Advanced Energy Materials，IF: 29.368）在线发表学术论文《 Significantly Enhanced Power Generation from Extremely Low‐Intensity Magnetic Field via a Clamped‐Clamped Magneto‐Mechano‐Electric Generator》。

论文的第一作者为储昭强副教授，通讯作者包括高俊奇教授，哈尔滨工程大学为该论文的第一完成单位。Advanced Energy Materials是Wiley出版社旗下能源类的顶级学术期刊，在能源材料领域具有重要影响力。

物联网(IoT) 技术在智能生态中扮演着重要角色。而发展IoT技术的一个挑战是当传感器节点超过一定数量时，人为对其进行电池的维护和更换将难以实现。就此而言，能量收集技术被视为替代电池为无线传感器供电，从而实现自供能物联网系统的有效方案。在振动能、辐射能和近场电磁能等众多可收集能源中，电力传输线、工业机械和家用电器等产生的杂散磁能由于其频率固定和分布广泛，一直是受到研究人员的关注。

传统基于电磁感应原理的线圈俘能装置，工作频率高，体积大。相比之下，基于磁扭矩效应和压电效应的磁-机-电 (MME) 俘能器件被认为是收集低频磁场能量的最佳选择。然而目前所研究的悬臂梁式MME器件仅局限于对强磁场（>5 Oe）的能量收集。世界卫生组织指出公众可接触的50/60Hz交变磁场安全阈值为1 Oe，而且环境中杂散磁场的大小一般也低于此参考值。因此有必要探索适应于低场能量收集的新原理和新方法。

本文提出了一种两端夹持（clamp-clamp，简称C-C）的MME能量收集器。和传统悬臂梁式MME能量收集器所不同的是：C-C MME能量收集器工作于二阶弯曲模态。该模态有效降低了系统谐振频率与中心磁铁的强关联特性，其次对称性结构也保证了长梁可以支撑更重的磁性质量块。在这种条件下，基于磁扭矩效应的体积效应即可大大增强系统在低场激励下的输出性能。实验结果表明：在0.48和0.96 Oe的激励下，C-C MME能量收集器的平均输出功率分别达到了370 和 970 。与此同时，通过连续收集50 Hz, 0.48 Oe的磁场能，C-C MME能量收集器也完全可以使无电池的商用温湿度传感器正常工作并与手机终端进行通信连接。该工作对磁场能量收集技术提供了一种新的思考，也有望拓展并丰富其物理内涵。

近年来，水声工程学院“海洋磁传感器和探测”团队从无到有并逐渐壮大，持续瞄准水下目标多传感探测的基础理论、关键技术和工程应用，全面开展基础磁材料、磁传感器研制、水下信息感知和处理等技术研究，已形成了小型化、低功耗海洋磁力仪及应用领域能力。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/aenm.202103345

撰写人：科技办，审核：周天