ساخت مبدل انرژي ارتعاشي به الكتريكي با به‌كارگيري فروسيال Fe3O4

Fabrication of a Converter for Converting of Vibrational Energy to Electrical Energy Using Fe3O4 Ferrofluid

از ديرباز، مبدل ­هاي انرژي الكترومغناطيس، به‌عنوان تأمين‌­كننده انرژي الكتريكي، مورد استفاده قرار مي­ گرفتند. طراحي و كاربرد اين مبدل‌ها، به ­دليل به‌كارگيري مغناطيس ­هاي جامد، جهت القاي مغناطيسي در شكل­ ها و بسامدهاي محيطي مختلف، محدود شده است. اخيراً، سيال ­هاي مغناطيسي به‌عنوان جايگزين مغناطيس جامد، براي كاربرد اين مبدل‌ها در محدوده بسامدي پايين و طراحي­ هاي متفاوت، مورد توجه قرار گرفته ­اند. در اين پژوهش، هدف بر آن بوده است كه مبدلي ساده، با استفاده از فروسيال مگنتايت، ساخته شود. براي اين منظور، نانوذرات مگنتايت، به روش هم­ رسوبي شيميايي، سنتز و سپس، اصلاح سطحي آن‌ها، با اولئيك اسيد (روغن آفتابگردان)، انجام شد. براي بررسي ويژگي­ هاي ذرات سنتزشده، از روش­ هاي شناسايي XRD، FTIR، VSM و SEM استفاده شد. متوسط اندازه ذرات، حدود 70 نانومتر و مغناطش اشباع آن‌ها، emu/gr41/63 بود. سه نوع سيال آب، نفت سفيد و روغن ترمز، به‌منظور ساخت فروسيال پايدار مگنتايت، استفاده شد. پايدارترين فروسيال، فروسيال بر پايه روغن ترمز بود. تبديل نوسانات مكانيكي به ولتاژ القايي، توسط مبدل طراحي­شده، انجام شد و نتايج نشان داد ولتاژ القاء شده در مبدل، با افزايش بسامد نوسانات و ميدان مغناطيسي اعمالي، افزايش مي‌يابد.

Electromagnetic energy converters have been used as electrical energy suppliers. The use of solid magnets in these devices, for producing of magnetic induction, has produced difficulties for the design and application of these systems in various forms and frequencies. Magnetic fluids as a substitute for solid magnets have recently been considered for the use of these devices in low frequency ranges and different designs. In this study, a simple vibrational energy converter was designed using magnetite ferrofluid. For this purpose, the nanoparticles of magnetite were synthesized by co-precipitation method and surface modified by oleic acid. The XRD, FTIR, VSM testes and SEM studies were done to investigate properties of the samples. The nano magnetite particles had the average size of 70 nm and the saturation magnetization of 41.63 emu/gr. Three types of fluid including water, kerosene and brake oil were used to make magnetite stable ferrofluid. The most stable ferrofluid was brake oil based ferrofluid. The fabricated energy converter converted mechanical vibrations to induction voltage and voltage increased with frequency of vibration and applied magnetic field.