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新能源高效回转摩擦电发电机取得重大进展
文章来源: admin   累计点击:1949   添加时间:2014-6-4 20:39:03
中科院北京纳米能源与系统研究所首席科学家王中林带领的科研团队设计出一种回转摩擦电发电机,能将微风、水流,甚至人体运动的动能转化为电能,同时保证发电效率及低廉成本。相关研究成果发表在近日的《自然·通讯》上。
  据中科院纳米能源所研究人员介绍,传统摩擦电发电装置一般由两个摩擦层和相应的电极层组成,利用摩擦层相互接触后产生的表面电荷与电极层之间静电感应电荷的平衡过程,向外电路输出电能。新型回转摩擦电发电装置采用表面图案化的摩擦层和电极层,通过旋转式接触的驱动设计,由平面化的圆形定子和转子两部分组成。其相互接触材料表面的图形阵列由一圈呈放射性密排的微小扇形组成。当定子和转子发生相对转动时,最高平均输出功率为1.5W,获得了高达24%的能量转化率。
  通过将发电机和电力管理电路结合,研究人员将进一步开发出一套完整的小型供电系统,实现对手机等小型电器的实时供电。这种摩擦发电装置由金属和有机薄膜组成,属于大规模工业化原材料,成本很低。摩擦发电装置结构简单,易于制作,利于广泛使用。
  回转摩擦电发电机的未来应用领域十分广泛,不仅可以作为小型电器的供电装置,即通过人的日常活动而获取足以点亮电灯、给手机供电的能源;还有望成为大规模环境能源利用的有效解决方案,包括收集大自然中的空气流动、水体流动等多种机械能;同时,回转摩擦电发电机的输出信号能够灵敏地反应驱动力的性质,例如速度、频率等,也可以作为高灵敏度、自驱动的传感装置。
 
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