新特点：供能微型化的优化效应

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：在这种情况下，我们多指微型转换器而不是微型能源。由于板载系统的空间有限，一些能源供给方案是不可行的。当然，上述这些供电方案的微型化也存在着以下几个主要问题：1）由于采用的能量转化机理不同，进行微型化的方法也会有所不同。2）在微型化技术中需要特殊材料的集成。4）所有这些供能系统的效率非常依赖于制造工艺。将如此大量的信息放在一章中叙述是不可能的。

这部分是关于能量存储的，一次能源最符合这个概念。因此，我们将会重新审视那些在常规的宏观环境中提出的能量存储技术。能量可以以能够直接利用的形式储存[如以电荷（超级电容器）或者电化学（干电池或蓄电池）的形式]，也可以以其他的必须经过特定环节转化成电能的形式存储，这里我们特指化学能（碳氢化合物、氢、微烟火等），以及放射性能源。在这种情况下，我们多指微型转换器而不是微型能源。

由于板载系统的空间有限，一些能源供给方案是不可行的（例如，微型水力发电坝还没有被研究出来）。但是，一些新的解决方案也确实已经让我们看到了希望。

对于一些不太复杂的应用系统，我们甚至可以考虑捕捉环境中的废弃能量并将其转换成电的方案。我们可以设计出具有应用前景的，能够获取这些“免费”能量的微型变换器，包括光能（太阳光、照明）、振动能、机械变形能（机器、电机、结构、人类）、热源（太阳、人体、电机）、气动（大气压力变化、风速、压缩气体泄漏、飞机机翼的前沿）等。

值得注意的是，我们可以进行热的梯度利用，以及等温系统暂态温度变化过程中的能量利用。

当然，上述这些供电方案的微型化也存在着以下几个主要问题：

1）由于采用的能量转化机理不同，进行微型化的方法也会有所不同。因此，在如

此小的尺寸上，反应热力学与热传导给结构设计和低热阻材料的选择带来了困难。

2）在微型化技术中需要特殊材料的集成。

3）在高速且小尺寸物质中会发生微流体及微摩擦。

4）所有这些供能系统的效率非常依赖于制造工艺。

5）即使找到了一种可行的制造方法，还有价格等问题。将如此大量的信息放在一章中叙述是不可能的。因此，我们建议读者阅读一

些参考文献，尤其是一些写得非常好的综述性论文，如本章参考文献[COO 08]、

[JAC 02]、[ROU 04]、[YEA 07]、[KAR 08]、[MAT 08]等。