Ympäristöystävällinen pietsosähköinen energiankeruu esineiden internetissä

Esineiden internetiin (IoT) kytkettyjen laitteiden määrän kasvaessa räjähdysmäisesti ympäristönäkökulmien merkitys laitteiden virrantuotannossa korostuu entisestään. Pietsosähköinen energiankeruu nähdään vaihtoehtona perinteisille akuille ja paristoille, minkä seurauksena alaan liittyvä tutkimuskirj...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Munck, Tuomas
Other Authors: Faculty of Information Technology, Informaatioteknologian tiedekunta, Information Technology, Informaatioteknologia, University of Jyväskylä, Jyväskylän yliopisto
Format: Master's thesis
Language:fin
Published: 2024
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/93858
_version_ 1828193028187095040
author Munck, Tuomas
author2 Faculty of Information Technology Informaatioteknologian tiedekunta Information Technology Informaatioteknologia University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_facet Munck, Tuomas Faculty of Information Technology Informaatioteknologian tiedekunta Information Technology Informaatioteknologia University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto Munck, Tuomas Faculty of Information Technology Informaatioteknologian tiedekunta Information Technology Informaatioteknologia University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_sort Munck, Tuomas
datasource_str_mv jyx
description Esineiden internetiin (IoT) kytkettyjen laitteiden määrän kasvaessa räjähdysmäisesti ympäristönäkökulmien merkitys laitteiden virrantuotannossa korostuu entisestään. Pietsosähköinen energiankeruu nähdään vaihtoehtona perinteisille akuille ja paristoille, minkä seurauksena alaan liittyvä tutkimuskirjallisuus on merkittävässä nosteessa. Tulevaisuudessa pietsosähköiset materiaalit erottuvat toisistaan entistä enemmän ympäristövaikutustensa perusteella, mutta tästä huolimatta ympäristöystävällisiä pietsosähköisiä materiaaleja ja niiden ominaisuuksia ei ole kartoitettu kattavasti. Tässä tutkielmassa selvitettiin, mitä pietsosähköisiä materiaaleja alan tutkimuskirjallisuudessa pidetään ekologisina ja millaisia erityispiirteitä näillä materiaaleilla on IoT-laitteiden energiantuotannon kannalta. Tutkimus toteutettiin systemaattisena kirjallisuuskartoituksena, jonka aineistoon valikoitui tietokantahakujen myötä lopulta yhteensä 172 tutkimusartikkelia. Nämä artikkelit luokiteltiin ennalta määritellyn tiedonkeruukaavion mukaisesti julkaisutietojen, energiankeruuominaisuuksien ja ympäristöystävällisyyden perusteella. Tutkimuksessa havaittiin, että ympäristöystävällinen pietsosähköinen energiankeruu IoT:ssa sisältää laajan kirjon erilaisia materiaaleja, energiankeräysrakenteita ja mahdollisia energianlähteitä. Aineiston tutkimukset olivat pääsääntöisesti tieteellisissä aikakauslehdissä julkaistuja validointitutkimuksia. Tutkimusten julkaisumäärissä havaittiin merkittävää kasvua erityisesti vuodesta 2019 lähtien, mikä heijastelee kasvavaa kiinnostusta uudenlaisia pietsosähköisiä materiaaleja kohtaan. Tutkimuskentällä ympäristöystävällisinä pietsosähköisinä materiaaleina pidetään erityisesti niitä, jotka ovat yhteensopivia kansainvälisten lyijyttömyysdirektiivien kanssa, mikä luo erityisen haasteen alalle, jonka suosituin materiaali on lyijy-zirkonaatti-titanaatti (PZT). As the number of devices connected to the Internet of Things (IoT) increases exponentially, the significance of environmental perspectives in the power generation of these devices becomes even more important. Piezoelectric energy harvesting is seen as an alternative to traditional primary and secondary batteries, resulting in a significant rise in related research literature. In the future piezoelectric materials will increasingly differ from each other based on their environmental impacts, yet environmentally friendly piezoelectric materials and their properties have not been comprehensively mapped. This thesis investigated which piezoelectric materials are considered ecological in the field's research literature and what special features these materials have in terms of energy production for IoT devices. The research was conducted as a systematic mapping study, in which a total of 172 research articles were finally selected as a result of database searches. These articles were classified according to a predefined data extraction form based on publication information, energy harvesting properties and eco-friendliness. The study found that environmentally friendly piezoelectric energy harvesting in IoT includes a wide range of materials, energy harvesting structures and potential energy sources. The majority of the studies in the dataset were validation research published in scientific journals. The study found a significant increase in the number of publications, especially since 2019, reflecting a growing interest in new types of piezoelectric materials. The research field mainly considers those piezoelectric materials environmentally friendly which are compatible with international lead-free directives. This poses a special challenge for the field, whose most popular material is lead zirconate titanate (PZT).
first_indexed 2024-09-11T08:49:24Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Harjumaa, Lasse", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Munck, Tuomas", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2024-03-11T06:36:24Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2024-03-11T06:36:24Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2024", "language": null, "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/93858", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "Esineiden internetiin (IoT) kytkettyjen laitteiden m\u00e4\u00e4r\u00e4n kasvaessa r\u00e4j\u00e4hdysm\u00e4isesti ymp\u00e4rist\u00f6n\u00e4k\u00f6kulmien merkitys laitteiden virrantuotannossa korostuu entisest\u00e4\u00e4n. Pietsos\u00e4hk\u00f6inen energiankeruu n\u00e4hd\u00e4\u00e4n vaihtoehtona perinteisille akuille ja paristoille, mink\u00e4 seurauksena alaan liittyv\u00e4 tutkimuskirjallisuus on merkitt\u00e4v\u00e4ss\u00e4 nosteessa. Tulevaisuudessa pietsos\u00e4hk\u00f6iset materiaalit erottuvat toisistaan entist\u00e4 enemm\u00e4n ymp\u00e4rist\u00f6vaikutustensa perusteella, mutta t\u00e4st\u00e4 huolimatta ymp\u00e4rist\u00f6yst\u00e4v\u00e4llisi\u00e4 pietsos\u00e4hk\u00f6isi\u00e4 materiaaleja ja niiden ominaisuuksia ei ole kartoitettu kattavasti. T\u00e4ss\u00e4 tutkielmassa selvitettiin, mit\u00e4 pietsos\u00e4hk\u00f6isi\u00e4 materiaaleja alan tutkimuskirjallisuudessa pidet\u00e4\u00e4n ekologisina ja millaisia erityispiirteit\u00e4 n\u00e4ill\u00e4 materiaaleilla on IoT-laitteiden energiantuotannon kannalta. Tutkimus toteutettiin systemaattisena kirjallisuuskartoituksena, jonka aineistoon valikoitui tietokantahakujen my\u00f6t\u00e4 lopulta yhteens\u00e4 172 tutkimusartikkelia. N\u00e4m\u00e4 artikkelit luokiteltiin ennalta m\u00e4\u00e4ritellyn tiedonkeruukaavion mukaisesti julkaisutietojen, energiankeruuominaisuuksien ja ymp\u00e4rist\u00f6yst\u00e4v\u00e4llisyyden perusteella. Tutkimuksessa havaittiin, ett\u00e4 ymp\u00e4rist\u00f6yst\u00e4v\u00e4llinen pietsos\u00e4hk\u00f6inen energiankeruu IoT:ssa sis\u00e4lt\u00e4\u00e4 laajan kirjon erilaisia materiaaleja, energianker\u00e4ysrakenteita ja mahdollisia energianl\u00e4hteit\u00e4. Aineiston tutkimukset olivat p\u00e4\u00e4s\u00e4\u00e4nt\u00f6isesti tieteellisiss\u00e4 aikakauslehdiss\u00e4 julkaistuja validointitutkimuksia. Tutkimusten julkaisum\u00e4\u00e4riss\u00e4 havaittiin merkitt\u00e4v\u00e4\u00e4 kasvua erityisesti vuodesta 2019 l\u00e4htien, mik\u00e4 heijastelee kasvavaa kiinnostusta uudenlaisia pietsos\u00e4hk\u00f6isi\u00e4 materiaaleja kohtaan. Tutkimuskent\u00e4ll\u00e4 ymp\u00e4rist\u00f6yst\u00e4v\u00e4llisin\u00e4 pietsos\u00e4hk\u00f6isin\u00e4 materiaaleina pidet\u00e4\u00e4n erityisesti niit\u00e4, jotka ovat yhteensopivia kansainv\u00e4listen lyijytt\u00f6myysdirektiivien kanssa, mik\u00e4 luo erityisen haasteen alalle, jonka suosituin materiaali on lyijy-zirkonaatti-titanaatti (PZT).", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "As the number of devices connected to the Internet of Things (IoT) increases exponentially, the significance of environmental perspectives in the power generation of these devices becomes even more important. Piezoelectric energy harvesting is seen as an alternative to traditional primary and secondary batteries, resulting in a significant rise in related research literature. In the future piezoelectric materials will increasingly differ from each other based on their environmental impacts, yet environmentally friendly piezoelectric materials and their properties have not been comprehensively mapped. This thesis investigated which piezoelectric materials are considered ecological in the field's research literature and what special features these materials have in terms of energy production for IoT devices. The research was conducted as a systematic mapping study, in which a total of 172 research articles were finally selected as a result of database searches. These articles were classified according to a predefined data extraction form based on publication information, energy harvesting properties and eco-friendliness. The study found that environmentally friendly piezoelectric energy harvesting in IoT includes a wide range of materials, energy harvesting structures and potential energy sources. The majority of the studies in the dataset were validation research published in scientific journals. The study found a significant increase in the number of publications, especially since 2019, reflecting a growing interest in new types of piezoelectric materials. The research field mainly considers those piezoelectric materials environmentally friendly which are compatible with international lead-free directives. This poses a special challenge for the field, whose most popular material is lead zirconate titanate (PZT).", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Paivi Vuorio (paelvuor@jyu.fi) on 2024-03-11T06:36:24Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2024-03-11T06:36:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2024", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "117", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.mimetype", "value": "application/pdf", "language": null, "element": "format", "qualifier": "mimetype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "pietsos\u00e4hk\u00f6inen ilmi\u00f6", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Ymp\u00e4rist\u00f6yst\u00e4v\u00e4llinen pietsos\u00e4hk\u00f6inen energiankeruu esineiden internetiss\u00e4", "language": null, "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-202403112320", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Information Technology", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Informaatioteknologian tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Information Technology", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Informaatioteknologia", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Mathematical Information Technology", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Tietotekniikka", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.copyright", "value": "\u00a9 The Author(s)", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "copyright", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "602", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "systemaattiset kirjallisuuskatsaukset", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "esineiden internet", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "energian ker\u00e4\u00e4minen", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.content", "value": "fulltext", "language": null, "element": "format", "qualifier": "content", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_93858
language fin
last_indexed 2025-03-31T20:02:54Z
main_date 2024-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2024
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/15f04562-9b9b-4465-9e35-4d431cf0c43d\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-202403112320.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2024
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Munck, Tuomas Ympäristöystävällinen pietsosähköinen energiankeruu esineiden internetissä pietsosähköinen ilmiö Mathematical Information Technology Tietotekniikka 602 systemaattiset kirjallisuuskatsaukset esineiden internet energian kerääminen
title Ympäristöystävällinen pietsosähköinen energiankeruu esineiden internetissä
title_full Ympäristöystävällinen pietsosähköinen energiankeruu esineiden internetissä
title_fullStr Ympäristöystävällinen pietsosähköinen energiankeruu esineiden internetissä Ympäristöystävällinen pietsosähköinen energiankeruu esineiden internetissä
title_full_unstemmed Ympäristöystävällinen pietsosähköinen energiankeruu esineiden internetissä Ympäristöystävällinen pietsosähköinen energiankeruu esineiden internetissä
title_short Ympäristöystävällinen pietsosähköinen energiankeruu esineiden internetissä
title_sort ympäristöystävällinen pietsosähköinen energiankeruu esineiden internetissä
title_txtP Ympäristöystävällinen pietsosähköinen energiankeruu esineiden internetissä
topic pietsosähköinen ilmiö Mathematical Information Technology Tietotekniikka 602 systemaattiset kirjallisuuskatsaukset esineiden internet energian kerääminen
topic_facet 602 Mathematical Information Technology Tietotekniikka energian kerääminen esineiden internet pietsosähköinen ilmiö systemaattiset kirjallisuuskatsaukset
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/93858 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-202403112320
work_keys_str_mv AT muncktuomas ympäristöystävällinenpietsosähköinenenergiankeruuesineideninternetissä