開發(fā)摩擦納米發(fā)電機可收集全向水波能-
作者：唐鳳
發(fā)布時間：2021-05-27
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開發(fā)摩擦納米發(fā)電機可收集全向水波能-

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摩擦納米發(fā)電機示意圖。圖片來源：中科院北京納米能源與系統(tǒng)研究所

本報訊（記者唐鳳）近日，中科院北京納米能源與系統(tǒng)研究所等機構的研究人員開發(fā)了一種用于全向水波能收集的摩擦納米發(fā)電機。該設備可以通過共振效應實現(xiàn)對不同頻率水波能的有效收集，并在水波測試中獲得了良好的實驗結果。5月26日，相關論文刊登于《焦耳》。

該論文通訊作者、中科院北京納米能源與系統(tǒng)研究所研究員王杰表示，雖然電磁式發(fā)電機已經(jīng)發(fā)展成為機械能收集技術的主流，但受限于價格高、體積大、低頻效率低等特點，并不是大規(guī)模海浪能收集的最佳選擇。具有價格低廉、重量輕和低頻高效等優(yōu)點的摩擦納米發(fā)電機（TENG）被認為是進行海浪能收集最有效的技術之一。但相關研究無法實現(xiàn)對全向和全頻的水波能的收集，而且水屏蔽效應對TENG輸出性能削弱的問題需要進一步解決。

研究人員設計了一種主動共振的TENG（AR-TENG）用于全向和全頻水波能的收集，AR-TENG可以很好適應水波方向變化。

之后，研究人員利用單擺和不倒翁結構組成了共振系統(tǒng)，AR-TENG可以通過共振效應實現(xiàn)不同頻率水波能的有效收集。憑借相關結構的高頻阻尼運動，AR-TENG在低頻水波驅動下實現(xiàn)了高頻輸出，進而大幅度提高了水波能的收集效率。

此外，與前期點接觸的球形TENG相比，AR-TENG的輸出性能提高了十幾倍。而且，AR-TENG在真實水波和模擬試驗中實現(xiàn)了相近的輸出性能。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.joule.2021.04.016

《中國科學報》 (2021-05-27 第4版 綜合)


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