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中科院展示摩擦电发电机新成果

2014-03-14 点击数:181
中新网北京3月18日电 (记者 孙自法)人的行走发电、下落雨滴发电、车轮转动发电、机器轰鸣发电……这些人们印象中尚停留在理论研究阶段的能源利用方式...
  中新网北京3月18日电 (记者 孙自法)人的行走发电、下落雨滴发电、车轮转动发电、机器轰鸣发电……这些人们印象中尚停留在理论研究阶段的能源利用方式,在中国科学院北京纳米能源与系 统研究所(中科院纳米能源所)18日下午举办的摩擦发电新能源技术成果展示会上,已经成为活生生的现实并走向广泛应用。 

  中科院纳米能源所所长、科学家王中林院士领导的科研团队2012年初在世界上首次研发成功摩擦电发电机。他介绍说,与传统的电磁感应式发电机和摩 擦起电原理不同,摩擦电发电机利用的是摩擦起电和静电感应效应的耦合,同时配合薄层式电极的设计,实现电流的有效输出。其结构非常简单、轻巧,用来产 生摩擦并形成电流向外输出的基本元件,都是仅有微米级厚度的薄膜材料,使得整个器件具备柔软甚至可以透明的特性。 

  摩擦电发电机成本很低,主要部件由有机材料和常见金属构成,而且用量极少,非常适合大规模产业化推广。其输出性能可以通过简单的材料更换或者在材料表 面制备纳米涂层来控制和改善,还可以通过化学方法对其表面进行修饰,以实现更丰富的功能。王中林称,这给化学和材料领域增加了非常多的基础和应用研究的机 会,甚至可能产生一些新的研究方向。 

  王中林团队通过不断努力,摩擦电发电机输出功率密度已从最初的仅3.67毫瓦/平方米,提高到目前最高可达500瓦/平方米。科研人员还成功克服摩擦 电发电机输出电流小、电压高、难以直接给用电器有效充电的缺陷,将输出电流提高到3毫安,最高平均稳定输出功率达1.5瓦,实现对小型电器实时供电。该研 究成果不仅让人们看到摩擦电发电机正迅速迈向产业化,更有望从微小能源领域跻身于大规模应用的绿色新能源之列。 

  王中林表示,摩擦电发电机的动力源既可以是风力、水力、海浪等大能源,也可以是人的行走、身体的晃动、手的触摸、下落的雨滴等环境随机能源,还可以是 车轮的转动、机器的轰鸣等被浪费甚至是垃圾的能源,实现对机械能的有效收集。未来摩擦电发电机的广泛应用,人类将有望通过自身的活动为便携式、可穿戴式设 备直接供电,从根本上解决便携设备功能越来越多、电池越来越不够用的矛盾。 

  当天的展示会上,中科院纳米能源所向媒体现场演示旋转式直流摩擦发电机、刹车发电模拟装置、自驱动无线触摸报警器、柔性透明摩擦发电机、碟式宽频摩擦 发电机、脚踏式摩擦发电机、潮汐能收集装置等20件摩擦发电装置的发电操作,集中展示“一举一动皆能发电”的全新能源供给模式。(完)
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