中科院展示摩擦電發(fā)電機(jī)最新成果 應(yīng)用前景廣闊
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中新網(wǎng)北京3月18日電 (記者孫自法)人的行走發(fā)電、下落雨滴發(fā)電、車輪轉(zhuǎn)動發(fā)電、機(jī)器轟鳴發(fā)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(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所(中科院納米能源所)18日下午舉辦的摩擦發(fā)電新能源技術(shù)成果展示會上，已經(jīng)成為活生生的現(xiàn)實(shí)并走向廣泛應(yīng)用。
中科院納米能源所所長、首席科學(xué)家王中林院士領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊2012年初在世界上首次研發(fā)成功摩擦電發(fā)電機(jī)。他介紹說，與傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)式發(fā)電機(jī)和摩擦起電原理完全不同，摩擦電發(fā)電機(jī)利用的是摩擦起電和靜電感應(yīng)效應(yīng)的耦合，同時配合薄層式電極的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)電流的有效輸出。其結(jié)構(gòu)非常簡單、輕巧，用來產(chǎn)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(fā)電機(jī)成本很低，主要部件由有機(jī)材料和常見金屬構(gòu)成，而且用量極少，非常適合大規(guī)模產(chǎn)業(yè)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(xué)方法對其表面進(jìn)行修飾，以實(shí)現(xiàn)更豐富的功能。王中林稱，這給化學(xué)和材料領(lǐng)域增加了非常多的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究的機(jī)會，甚至可能產(chǎn)生一些新的研究方向。
王中林團(tuán)隊通過不斷努力，摩擦電發(fā)電機(jī)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(dá)500瓦/平方米?？蒲腥藛T還成功克服摩擦電發(fā)電機(jī)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(wěn)定輸出功率達(dá)1.5瓦，實(shí)現(xiàn)對小型電器實(shí)時供電。該研究成果不僅讓人們看到摩擦電發(fā)電機(jī)正迅速邁向產(chǎn)業(yè)化，更有望從微小能源領(lǐng)域躋身于大規(guī)模應(yīng)用的綠色新能源之列。
王中林表示，摩擦電發(fā)電機(jī)的動力源既可以是風(fēng)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(huán)境隨機(jī)能源，還可以是車輪的轉(zhuǎn)動、機(jī)器的轟鳴等被浪費(fèi)甚至是垃圾的能源，實(shí)現(xiàn)對機(jī)械能的有效收集。未來摩擦電發(fā)電機(jī)的廣泛應(yīng)用，人類將有望通過自身的活動為便攜式、可穿戴式設(shè)備直接供電，從根本上解決便攜設(shè)備功能越來越多、電池越來越不夠用的矛盾。
當(dāng)天的展示會上，中科院納米能源所向媒體現(xiàn)場演示旋轉(zhuǎn)式直流摩擦發(fā)電機(jī)、剎車發(fā)電模擬裝置、自驅(qū)動無線觸摸報警器、柔性透明摩擦發(fā)電機(jī)、碟式寬頻摩擦發(fā)電機(jī)、腳踏式摩擦發(fā)電機(jī)、潮汐能收集裝置等20件摩擦發(fā)電裝置的發(fā)電操作，集中展示“一舉一動皆能發(fā)電”的全新能源供給模式。(完)
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