我國首次實現耦合摩擦納米發電機網絡高效收集波浪能

中國科學院北京納米能源與系統研究所的研究人員首次成功實現了耦合摩擦納米發電機網絡對波浪能的收集，通過網格式摩擦納米發電機（TENG）網絡中各單元的耦合作用，大幅提升了TENG在真實波浪環境中的工作效能。

研究人員首先基于紫外改性及摻混微顆粒的硅膠材料構建了高性能TENG單元，實現了電荷量的大幅提升、對微小機械擾動的靈敏響應及良好的耐久性。在低頻正弦激勵下，單個TENG單元的峰值功率可達1.28mW，平均功率為0.3mW；在單元優化的基礎上，研究人員構建了16個球形TENG單元形成的4×4陣列，整流的單次輸出電荷量達2.14μC，在低頻激勵下可輸出5.93mW的峰值功率和2.04mW的平均功率；通過真實波浪環境實驗，闡明了網絡連接對于提升TENG單元效能的重要作用，提出了3種單元連接策略并構建了相應的網絡，其中，柔性連接結構顯示出了更好的效果，柔性連接網絡的電荷量輸出達到未連接的分散單元的10倍以上；最后，采用耦合TENG網絡在水波驅動下為溫度計

供電，成功采集了水體的溫度，驗證了其應用于海洋監測儀器供電等領域的潛力。

該項研究成果表明，摩擦納米發電機網絡可作為波浪能收集的一種新穎有效的技術方案，采用高效的網絡連接策略，其還能向更大規模的單元系統擴展，形成TENG模塊和大型網絡，為大范圍收集海洋波浪能提供了可行的路徑。 (科 苑)