摩擦發(fā)電新能源技術：點滴行動皆可發(fā)電
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3月18日下午，中國科學院北京納米能源與系統(tǒng)研究所舉辦摩擦發(fā)電新能源技術成果展示會，納米能源所王中林院士攜其研究團隊邀請記者進行現(xiàn)場觀摩和實際操作，體驗“一舉一動皆能發(fā)電”的全新能源供給模式。 記者吳瓊靜拍攝 |
中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)3月19日電（文字/記者王振紅 視頻制作/趙小虎） 能源問題是影響人類進步和可持續(xù)發(fā)展的重大問題之一，各種圍繞新能源開發(fā)、可再生能源重復利用的研究在世界各地如火如荼地進行。您是否設想過，自己就是“移動電源”，可以對手機進行“自充電”；您是否想過，從輪胎轉(zhuǎn)動、海浪、機械振動、落下的水滴或是飄落的羽毛等眾多不規(guī)則活動中獲得能量。
在3月18日下午，在中國科學院北京納米能源與系統(tǒng)研究所（以下簡稱“納米能源所”）舉辦的摩擦發(fā)電新能源技術成果展示會上，納米能源所王中林院士肯定地說，“這都不是夢想，摩擦電發(fā)電機技術可以收集人們?nèi)粘；顒又挟a(chǎn)生的能量，給各種便攜式電子設備供電，比如每天都要用到的手機，在未來三到五年內(nèi)將可以利用摩擦電發(fā)電機技術，實現(xiàn)手機的‘自充電’，也就是說你就是‘移動電源’。”
納米能源所王中林院士攜其研究團隊邀請記者進行現(xiàn)場觀摩和實際操作，體驗“一舉一動皆能發(fā)電”的全新能源供給模式。
“摩擦電和靜電現(xiàn)象是自然界中一種非常普遍的現(xiàn)象，存在于我們?nèi)粘Ｉ钪懈鱾€層面，從梳頭、穿衣、走路到開車等等。由于它很難被收集和利用，往往是被人們所忽略的一種能源形式。如果我們可以通過一種新的方法收集摩擦產(chǎn)生的電能或者利用該方法將日常生活中不規(guī)則的動能轉(zhuǎn)成可以利用的電能，將對我們的日常生活產(chǎn)生重要影響?！蓖踔辛衷菏空f。
王中林院士介紹說，“摩擦發(fā)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(xiàn)電流的有效輸出。摩擦發(fā)電機的動力源既可以是已被人們認識的風力、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、下落的雨滴等從沒被人們注意過的環(huán)境隨機能源，更可以是車輪的轉(zhuǎn)動、機器的轟鳴等被人們浪費、甚至是討厭的垃圾能源。摩擦發(fā)電機通過附著在產(chǎn)生這些動力的物體之上，而實現(xiàn)對機械能的有效收集。如此廣泛的適用范圍主要得益于其結(jié)構(gòu)與運動主體的良好兼容性，而且這種兼容性也使其有望通過人類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。”
王中林院士現(xiàn)場向記者演示了包括旋轉(zhuǎn)式直流摩擦發(fā)電機、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、碟式寬頻摩擦發(fā)電機、腳踏式摩擦發(fā)電機、潮汐能收集裝置等在內(nèi)的20件摩擦發(fā)電裝置的現(xiàn)場發(fā)電操作。展示了摩擦電發(fā)電機對空氣流動、水體流動和人體活動等各種機械能的高效收集能力，以及在綠色能源供給與自供能傳感方面的巨大應用前景。
王中林院士說：“這項研究結(jié)果不僅讓人們看到了摩擦發(fā)電機向產(chǎn)業(yè)化的快速奔進，而且由于同時具有重量輕、體積小、能量密度高、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、易于規(guī)模加工等優(yōu)勢，非常適合大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，更使其從微小能源領域一躍躋身到有望大規(guī)模應用的綠色新能源之列?！?/p>
在場的研究人員對記者解釋說：“摩擦電發(fā)電機的電信號輸出與動力源的性質(zhì)，例如驅(qū)動力的轉(zhuǎn)速、按壓的力度、晃動的頻率等有明顯的相關性，這使得摩擦電發(fā)電機不僅可以作為電源，還可以作為高靈敏度壓力傳感器，用來反映物體的動作信息。與其他傳感器相比，由摩擦電發(fā)電機構(gòu)成的傳感器最為突出的優(yōu)點，是在感受終端無需電源，能夠通過被測試對象自身的活動來驅(qū)動，實現(xiàn)自驅(qū)動的主動式傳感。該技術在人機交互界面、智能傳感和智能皮膚領域?qū)⒂蟹浅V闊的應用前景，未來它將有望取代目前普遍使用的觸摸顯示裝置，可為個人電子產(chǎn)品、環(huán)境監(jiān)控、醫(yī)學科學等提供自供電和自驅(qū)動設備，有著巨大的商用和實用潛力。”
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