- Etter hvert som saker og ting blir mindre, stilles det strengere størrelseskrav også til energitilførselen, sier førsteamanuensis Einar Halvorsen ved Høgskolen i Vestfold.

- Vi har flere prosjekt som går ut på å utvikle mikrosystemer med sensorer. Disse skal drives, og til dette trenges energi. Flere av disse systemene skal virke i sammenhenger der det er upraktisk med tilførselsledninger.

Bittesmått med nok energi

- Tradisjonelle energikilder er batterier i en eller annen form. Disse har imidlertid den begrensning at de må lades opp eller skiftes ut etter noen tid. Derfor arbeider vi med å utvikle systemer som får sin energi ved energihøsting, forteller Halvorsen.

- Prinsippet er at mikrosystemet henter energi fra omgivelsene. Dette er egentlig en gammel teknologi.

- Selvtrekkende armbåndsur som fantes på femtitallet, var et tidlig eksempel på energihøsting: Det var armens bevegelser som trakk uret opp gjennom en vektstangmekanisme som produserte energi.

Bølgekraftverk og vindmøller er også eksempler på energihøsting, men da i veldig stor skala.

- Det er noe av det samme vi forsøker å få til på mikroskala: å konstruere mekanismer - bitte små - som kan produsere den energien som skal til for at systemene skal fungere slik de skal, sier Halvorsen.

- Det er klart at når energihøsteren ikke kan være større enn noen kubikkmillimeter, er det begrenset hva en kan få ut av energi. Utfordringen blir å få ut nok.

Risting gir energi

- I hvilken sammenheng har man har bruk for slike systemer?

- Vi arbeider spesielt med systemer for bruk i farkoster og maskiner, der vibrasjonene kan omdannes til energi, sier Halvorsen.

- For eksempel samarbeider vi med SensoNor, en sentral elektronikkbedrift i Horten. De er verdensledende på sensorer til bildekk.

- Blant annet leverer de sensorene til dekkene på de fleste biler i USA - sensorer som forteller at lufttrykket er for lavt.

- Nå lager vi en energihøster til slike systemer. I dag bruker man batterier, men vi har konstruert en energihøster som kan utnytte risting og det faktum at hjulet går rundt, til å danne den nødvendige energien, forklarer Halvorsen.

- Mulighetene for anvendelse er svært mange. Vi kan tenke oss sensorer plassert ulike steder på en stor maskin, for eksempel i et skip, for å overvåke tilstanden og rapportere tilbake. Her vil motorvibrasjonene kunne høstes til energi for sensoren.

- Overvåking av store konstruksjoner som broer er også en mulig anvendelse.

Bedre enn batteri

- Grunnen til at man ønsker å erstatte dagens batterier er flere, forteller Einar Halvorsen videre.

- De viktigste er kanskje levetid og pris. En energihøster går ikke tom slik som et batteri, og mikrosystemer er svært godt egnet for masseproduksjon. Med tilstrekkelig lang levetid åpner energihøstere for billige og vedlikeholdsfrie, selvstyrte sensornoder.

- I sin tur betyr dette at man ikke risikerer at en sensor plutselig er ute av drift fordi batteriet er tomt, avslutter Halvorsen.

Samarbeid

Høgskolen i Vestfold samarbeider med SensoNor, som har fått midler til et brukerstyrt innovasjonsprosjekt (BIP) “Nanomaterialer for mikroenergihøsting” innenfor Forskningsrådets program Nanomat.

Høgskolen i Vestfold står for utviklingen, Sintef i Oslo skal lage prototypen og SensoNor står for kommersialiseringen.