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中科院展示摩擦電發電機新成果

2014-03-14 點擊數:152
中新網北京3月18日電 (記者 孫自法)人的行走發電、下落雨滴發電、車輪轉動發電、機器轟鳴發電……這些人們印象中尚停留在理論研究階段的能源利用方式...
  中新網北京3月18日電 (記者 孫自法)人的行走發電、下落雨滴發電、車輪轉動發電、機器轟鳴發電……這些人們印象中尚停留在理論研究階段的能源利用方式,在中國科學院北京納米能源與系 統研究所(中科院納米能源所)18日下午舉辦的摩擦發電新能源技術成果展示會上,已經成為活生生的現實并走向廣泛應用。 

  中科院納米能源所所長、科學家王中林院士領導的科研團隊2012年初在世界上首次研發成功摩擦電發電機。他介紹說,與傳統的電磁感應式發電機和摩 擦起電原理不同,摩擦電發電機利用的是摩擦起電和靜電感應效應的耦合,同時配合薄層式電極的設計,實現電流的有效輸出。其結構非常簡單、輕巧,用來產 生摩擦并形成電流向外輸出的基本元件,都是僅有微米級厚度的薄膜材料,使得整個器件具備柔軟甚至可以透明的特性。 

  摩擦電發電機成本很低,主要部件由有機材料和常見金屬構成,而且用量極少,非常適合大規模產業化推廣。其輸出性能可以通過簡單的材料更換或者在材料表 面制備納米涂層來控制和改善,還可以通過化學方法對其表面進行修飾,以實現更豐富的功能。王中林稱,這給化學和材料領域增加了非常多的基礎和應用研究的機 會,甚至可能產生一些新的研究方向。 

  王中林團隊通過不斷努力,摩擦電發電機輸出功率密度已從最初的僅3.67毫瓦/平方米,提高到目前最高可達500瓦/平方米。科研人員還成功克服摩擦 電發電機輸出電流小、電壓高、難以直接給用電器有效充電的缺陷,將輸出電流提高到3毫安,最高平均穩定輸出功率達1.5瓦,實現對小型電器實時供電。該研 究成果不僅讓人們看到摩擦電發電機正迅速邁向產業化,更有望從微小能源領域躋身于大規模應用的綠色新能源之列。 

  王中林表示,摩擦電發電機的動力源既可以是風力、水力、海浪等大能源,也可以是人的行走、身體的晃動、手的觸摸、下落的雨滴等環境隨機能源,還可以是 車輪的轉動、機器的轟鳴等被浪費甚至是垃圾的能源,實現對機械能的有效收集。未來摩擦電發電機的廣泛應用,人類將有望通過自身的活動為便攜式、可穿戴式設 備直接供電,從根本上解決便攜設備功能越來越多、電池越來越不夠用的矛盾。 

  當天的展示會上,中科院納米能源所向媒體現場演示旋轉式直流摩擦發電機、剎車發電模擬裝置、自驅動無線觸摸報警器、柔性透明摩擦發電機、碟式寬頻摩擦 發電機、腳踏式摩擦發電機、潮汐能收集裝置等20件摩擦發電裝置的發電操作,集中展示“一舉一動皆能發電”的全新能源供給模式。(完)
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