近日，中科院北京（jīng）納米能（néng）源與係統研究所和美國佐治亞理工學院（yuàn）聯合研究小組（zǔ）設計和製作出大功率二維平麵摩擦發電機（jī），並成功展示了（le）其通過收集環境中的機械能（néng）來實（shí）時驅動常規電子產品的能力。相關成果日前發表於《自然—通訊》期刊。業內專家認為（wéi），這種被稱為“回轉（zhuǎn）摩擦發電機”的新型發電裝（zhuāng）置（zhì）能將微風、水流，甚至人體運動的動能轉化為電（diàn）能，不但效率高，而且成本低（dī）廉。

 

“該成果展示（shì）出大功率納米（mǐ）發電機能夠廣泛地應用於收集包括空氣流動、水體（tǐ）流動和人體活動在內的多種機械能的可能性，開創了自驅動（dòng）便攜式電子（zǐ）設備的實用化進程。”研究負責人、中國科學院外籍院士、美國佐治亞理（lǐ）工學院教（jiāo）授王中（zhōng）林在接（jiē）受《中國科學報》記者采訪時表示。

 

由朱光、陳俊等組（zǔ）成的主力團隊發現，摩擦納米發電機的兩個工作（zuò）部件在相互滑動的過程中，電極之間的電荷轉移量可以通過材料表麵有序圖案化（huà）得到極大提（tí）高，並和（hé）圖（tú）案密度呈準線性關（guān）係。科學家設（shè）計出兩種圖（tú）案化陣列結構，使摩擦納米發電機的輸（shū）出功（gōng）率實現了質的飛躍。

 

 

在第一種（zhǒng）結構（gòu）中，發電（diàn）機（jī）由平麵化的圓（yuán）形定（dìng）子和轉子兩部分組成。當相對轉動速率為（wéi）3000轉/分鍾時，該發電機的（de）能量轉化（huà）效率為24%。在第二種結（jié）構中，圖案化網絡由一組平行的微型線性陣列組（zǔ）成。當兩部件（jiàn）之間的相（xiàng）對（duì）滑動速率（lǜ）為10米/秒時（shí），該發電機（jī）的平均輸出功率高達（dá）3瓦。研（yán）究人員還通過高分子納米顆粒潤滑處理，進一步降低了摩擦滑動的能量損耗，使能量轉化效率接近50%。

 

“作為直接供電源（yuán），它們能夠（gòu）為日常用（yòng）球形燈泡（pào）等電器提供連續的電力。”王（wáng）中林說。此外，研（yán）究人員還進（jìn）一步開（kāi）發出了一套完整的小型供電係統。該係統具有降阻抗、整流、儲能和穩壓等功能，能夠提供（gòng）恒壓穩定的直流輸出，從而為包（bāo）括手機在（zài）內的多種常用電子產品提供實時電力或為其直接充電。
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