新能源高效回轉摩擦電發電機取得重大進展

    中科院北京納米能源與系統研究所首席科學家王中林的科研團隊設計出一種回轉摩擦電發電機，能將微風、水流，甚至人體運動的動能轉化為電能，同時保證發電效率及低廉成本。相關研究成果發表在《自然·通訊》上。
    據中科院納米能源所研究人員介紹，傳統摩擦電發電裝置一般由兩個摩擦層和相應的電極層組成，是利用摩擦層相互接觸后產生的表面電荷與電極層之間靜電感應電荷的平衡過程，向外電路輸出電能。新型回轉摩擦電發電裝置采用表面圖案化的摩擦層和電極層，通過旋轉式接觸的驅動設計，由平面化的圓形定子和轉子兩部分組成。其相互接觸材料表面的圖形陣列由一圈呈放射性密排的微小扇形組成。當定子和轉子發生相對轉動時，最高平均輸出功率為1.5瓦，獲得了高達24%的能量轉化率。 
    通過將發電機和電力管理電路結合，研究人員將進一步開發出一套完整的小型供電系統，實現對手機等小型電器的實時供電。這種摩擦發電裝置由金屬和有機薄膜組成，屬于大規模工業化原材料，成本很低。摩擦發電裝置結構簡單，易于制作，利于廣泛使用。
    回轉摩擦電發電機的未來應用領域十分廣泛，不僅可以作為小型電器的供電裝置，即通過人的日常活動而獲取足以點亮電燈、給手機供電的能源；還有望成為大規模環境能源利用的有效解決方案，包括收集大自然中的空氣流動、水體流動等多種機械能；同時，回轉摩擦電發電機的輸出信號能夠靈敏地反應驅動力的性質，如速度、頻率等，也可以作為高靈敏度、自驅動的傳感裝置。