绿色新动力高效能摩擦发电机研讨获停顿
近日，由中国迷信院北京纳米动力与零碎研讨所和美国佐治亚理工学院共同参与的科研团队在王中林教授的率领下，设计和制造出大功率的二维立体摩擦发电机，并成功地展现了其经过搜集环境中的机械能来实时驱动惯例电子产品的才能。该高功能摩擦发电机创始了自驱动便携式电子设备的适用化进程，并为在大范围内搜集机械能提供了全新的思绪。相关研讨效果在线登载于《自然—通讯》。
摩擦起电效应，是两种不同资料经过互相摩擦而使其接触外表带电的景象，是自然界中最罕见的景象之一。王中林教授指导的研讨团队于2012年初次成功地研收回用无机资料制造的通明摩擦发电机，原创性天时用摩擦起电和静电感应的耦合效应将机械能转化成电能，并在近年来陆续展现了该类器件的根本任务形式和其适用于各种机械运动的才能。但是，较小的输入电流和较低的输入功率不断以来障碍着该项技术的实践使用。
由朱光博士、博士生陈俊等组成的主力团队，在王中林教授的指点下，于最新研讨中发现，摩擦发电机的两个任务部件在互相滑动的进程中，电极之间的电荷转移量可以经过资料外表有序图案化失掉极大进步，并和图案密度呈准线性关系。因而，他们设计出一种图案化阵列构造，使摩擦发电机的输入功率发生了质的飞跃。该发电机由立体化的圆形定子和转子两局部组成。其互相接触资料外表的图形阵列由一圈呈放射性密排的巨大扇形组成，当定子和转子发作绝对转动时，该发电机的最高均匀输入功率为1.5瓦，功率密度高达19mWcm-2，其所对应的能量转化效率为24%。
研讨团队成功地展现了该大功率摩擦发电机在搜集包括空气活动、水体活动和人体活动在内的多种机械能中的普遍使用。作为直接供电源，它们可以为日常用球形灯泡等电器提供延续的电力。此外，经过将发电机和电力管理电路结合，研讨人员还进一步开收回了一套完好的小型供电零碎。该零碎具有降阻抗、整流、储能和稳压等功用，可以提供恒压波动的直流输入，从而为包括手机在内的多种常用电子产品提供实时电力或直接充电。
研讨人员表示，和传统的电磁发电机相比，该摩擦发电机由于采用了资料外表起电的共同机理，具有一系列不可比较的优势。首先，摩擦发电机由薄膜高分子资料和薄膜电极资料制成，具有极轻的分量和极小的体积，其能量密度和电磁发电机相比有着宏大的优势。因而，它特别合适于为便携式/穿戴式电子设备或无线传感阵列等小型电器提供电能。其次，摩擦发电机的制造资料均为大规模工业化原料，加之其构造复杂，制造成型简便，使其制造本钱大大低于其它发电技术，为其普遍使用提供了极为有利的条件。最初，摩擦发电机的共同构造为搜集两物体间的互相滑动提供了可行甚至独一的方案，这也是传统发电机所不能比较的。不只如此，摩擦发电机还具有大规模搜集和转化自然界中机械能的潜力，无望成为绿色动力供应的全新途径。
关于该原始创新技术，同行业的专家给出了很高的评价，以为这种摩擦发电机经过构造的精巧设计而同时具有输入高、尺寸小和本钱高等优势，为日常生活中应用机械能完成电子设备自供电提供了一种实在可行的办法。并且，关于没有电网掩盖的区域，无望经过人的日常活动而获取足以点亮电灯、给手机供电的动力。
