FIKON. 1. (a) En schematisk illustration av vår provstruktur och den experimentella inställningen för att detektera EMF som genereras i provet under FMR. (b) Elektrisk krets för att utvärdera de elektriska laddningsegenskaperna. Kredit:DOI:10.1063/5.0056724
Forskare från Graduate School of Engineering, Osaka City University har lyckats lagra elektricitet med den spänning som genereras från konverteringsfenomenet ferromagnetisk resonans (FMR) med hjälp av en ultratunn magnetisk film på flera tiotals nanometer.
Forskningen genomfördes under ledning av prof. Eiji Shikoh. "Vi är intresserade av att effektivt använda jordens naturresurser för att skörda energi, "säger professorn, "och fånga energin från elektromagnetiska vågor som omger oss genom den elektromotoriska kraft (EMF) som de genererar i magnetiska filmer under FMR visar potential som ett sådant sätt". Deras forskning publicerades i tidskriften AIP Advances .
Ferromagnetisk resonans är ett tillstånd i vilket applicering av elektromagnetiska vågor och ett elektrostatiskt magnetfält på ett magnetiskt medium får elektromagneterna inuti mediet att genomgå presession med samma frekvens som det för de elektromagnetiska vågorna. Som en teknik, det används ofta för att undersöka de magnetiska egenskaperna hos olika medier, från ferromagnetiska bulkmaterial till magnetiska tunna filmer i nanoskala.
"Forskning har visat att en EMF genereras i en ferromagnetisk metall (FM) som är under FMR, "säger Yuta Nogi, första författaren till studien, "och vi undersökte möjligheterna till energilagring med två FM som är mycket hållbara, bra förstått, och därmed vanligt förekommande i FMR-forskning-ett järn-nickel (Ni 80 Fe 20 ) och järnkobolt (Co 50 Fe 50 ) tunn film av legering. "
Först, laget bekräftade att de två legeringsfilmerna genererade elektricitet under ferromagnetisk resonans och fann att Ni80Fe20 genererade cirka 28 mikrovolt medan Co50Fe50 genererade cirka 6 mikrovolts elektricitet. För att lagra elen, de använde en elektronspinnresonansanordning för att trycksätta den elektromagnetiska vågen, och elektromagneten hos enheten för det statiska magnetfältet. Anslut ett lagringsbatteri direkt till provmembranet via en ledare, laget observerade att båda FM -proverna lyckades lagra energi efter att ha varit i ett tillstånd av FMR i 30 minuter. Dock, i takt med att resonanstiden förlängdes, mängden energi som lagrades med järn-nickellegeringsfilmen förändrades inte medan järnkoboltlegeringsfilmen såg en stadig ökning.
"Detta beror på respektive magnetfältintervall för FMR -excitation, "avslutar prof. Shikoh. Vid undersökning av de tunna filmarnas olika energilagringsegenskaper, laget hittade när de befann sig i samma termiska tillstånd under experimenten, Co 50 Fe 50 kan bibehålla FMR i ett avstängt tillstånd, medan Ni 80 Fe 20 var utanför FMR -excitationsområdet. "Genom att korrekt kontrollera de termiska förhållandena för FM -filmen, "fortsätter professorn, "EMF -generationen under ferromagnetisk resonans kan användas som en energiupptagningsteknik."
En annan intressant punkt om denna forskning är att teamet fokuserade på EMF -generationen själv, oberoende av dess ursprung. Detta innebär att så länge FMR -villkoren är uppfyllda, energi kan lagras från elektromagnetiska vågor som vi interagerar med dagligen-till exempel Wi-Fi på ditt favoritcafé.
