风暴魔域野外脚本 | 網站地圖 | 聯系方式 | 中國科學院
风暴魔域野外脚本 所況簡介 機構設置 科研成果 支撐平臺 研究生教育 創新文化 科學傳播 人才招聘
新聞中心
重要新聞
圖片新聞
科研動態
交流與培訓
綜合新聞
媒體掃描
學術會議
NENS2017專題報道
相關圖片
無標題.jpg
12.jpg
現在位置: 首頁 > 新聞中心 > 科研動態
【Nature Communications】摩擦納米發電機邁向產業化:自泵電增強法
發表日期: 2019-03-30 文章來源:
打印 字體大小: 關閉
  

  引言 

  隨著便攜式、可穿戴和物聯網的快速發展,人們投入了大量的努力來發展可持續、便攜式和分散能源。與此同時,與人類活動有關的環境機械能量為能量收集提供了一個理想的能量源。對比傳統的電磁發電機,摩擦納米發電機(Triboelectric Nanogenerator , TENG)由于其質量輕、低成本和高效收集低頻能量的優點在近幾年引起了廣泛的關注。由于TENG的輸出能量與其面電荷密度平方成正比,摩擦材料表面低的面電荷密度嚴重限制了TENG的實際應用。為了增加TENG的面電荷密度,人們從改善摩擦材料等多個方面來致力于提高面電荷密度,然而提高程度十分有限。為此,外電荷泵浦方法被提出來改善面電荷密度,并得到了1mC/m2的大面電荷密度,然而其低的電荷注入速度和復雜的結構限制了外電荷泵浦TENG的實際應用。 

  成果簡介 

  2019329日,中科院北京納米能源與系統研究所王中林院士和重慶大學物理學院胡陳果教授等人在Nature Communications 上發表了題為 Integrated charge excitation triboelectric nanogenerator”的研究論文,劉文林博士為第一作者,重慶大學胡陳果教授,北京納米能源與系統研究所王中林院士和佐治亞理工大學郭恒宇博士后為共同通訊作者。類似于傳統的勵磁發電機,該論文報道了結合倍壓電路開發了完整的外電荷激勵TENG和自電荷激勵TENG,通過結構設計實現了激勵電荷直接儲存在電極上并得到了1.25mC/m2的大面電荷密度。相比于外電荷泵浦方法,自電荷激勵模式下實現了10倍的電荷注入速度提升,并且去掉了泵浦TENG部分從而得到了更為簡單的TENG結構,展示了自電荷激勵TENG在擴展TENG實際應用中的巨大潛在價值。同時,通過研究電磁發電機的發展歷史,自電荷激勵TENG的實現也展現了TENG在大尺寸、高電壓發電應用方面的潛在可能。 

  文章連接:DOI: 10.1038/s41467-019-09464-8. 

圖一:機械能量收集設備的發展歷史 

a, 電磁發電機從法拉第定律到自勵磁的發展過程; 

b, 摩擦納米發電機從麥克斯韋位移電流到自電荷激勵的發展歷程; 

c, 用于改善TENG輸出密度的傳統外電荷泵浦方法的示意圖; 

d, 該工作中外電荷激勵和自電荷激勵TENG的基本示意圖;  

 

风暴魔域野外脚本
 
  版權所有:中國科學院北京納米能源與系統研究所 Copyright ? 2019
地址:北京市海淀區學院路30號天工大廈C座 郵編: 100083