波浪能的研究是海洋能源開(kāi)發(fā)利用的熱點(diǎn)。然而，傳統的基于電磁發(fā)電技術(shù)的波浪能發(fā)電裝置在低頻低振幅的海浪作用情況下，很難有效的發(fā)揮發(fā)電效果。值得一提的是，摩擦電納米發(fā)電機(TENG)作為新一代的能源器件，能夠有效地將低頻和低振幅的機械能轉化為電能，為從海浪能中獲取能量提供了一種新的實(shí)用途徑。

近日，浙江大學(xué)海洋學(xué)院海洋電子與智能系統研究所納米能源研究團隊，利用生活中常見(jiàn)的氣球制作成了可用于收集波浪能的多倍頻高性能摩擦納米發(fā)電機。該研究成果發(fā)表在國際著(zhù)名期刊《先進(jìn)能源材料》(Advanced Energy Materials)上，論文題目為“Multiple-frequency high-output triboelectric nanogenerator based on awater balloon for all-weather water wave energy harvesting”。

該研究團隊制備了一種基于水氣球(WB-TENG)的多倍頻高性能摩擦納米發(fā)電機，能夠實(shí)現三種工作模式(完全接觸-分離模式;局部接觸-分離模式;往復接觸-分離模式)，可以收集任意方向的機械能，這極大的推動(dòng)了TENG在海洋能收集方面的應用。根據實(shí)驗測試，在相同的條件下，WB-TENG在一個(gè)工作周期內的總轉移電荷是傳統的基于雙板結構的TENG的28倍，表明這種基于水氣球的結構設計會(huì )大大提升能量轉化效率。除此之外，由于水氣球在不增加任何支撐結構的情況下也能達到自支撐的效果，使得WB-TENG在輕微振動(dòng)下仍能產(chǎn)生電學(xué)輸出。根據水氣球可拉伸性，在氣球與尼龍薄膜的不斷碰撞摩擦過(guò)程中，氣球表面會(huì )不斷的積累電荷直到達到飽和，這能帶來(lái)超高的輸出性能。

研究認為，WB-TENG除了作為發(fā)電器件，還可以作為傳感器件反應波浪的振動(dòng)情況，對于海洋能收集和海洋環(huán)境下分布式傳感網(wǎng)絡(luò )的構建有著(zhù)積極意義。

來(lái)源:科技部

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