浙大科研團(tuán)隊(duì)研制多倍頻高性能摩擦納米發(fā)電機(jī)

近年來，隨著各國實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，能源消耗不斷增加，可再生能源的開發(fā)和利用變得越來越重要。值得注意的是，海洋能是一種取之不盡、用之不竭、無污染的巨大可再生能源。因此，海洋能源的開發(fā)利用，尤其是波浪能的研究可以說是海洋能源利用領(lǐng)域中最為重要的一項(xiàng)工作，今年來成為了研究者們關(guān)注的焦點(diǎn)。然而，傳統(tǒng)的基于電磁發(fā)電技術(shù)的波浪能發(fā)電裝置在低頻低振幅的海浪作用情況下，很難有效的發(fā)揮發(fā)電效果。值得一提的是，摩擦電納米發(fā)電機(jī)（TENG）作為新一代的能源器件，能夠有效地將低頻和低振幅的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，為從海浪能中獲取能量提供了一種新的實(shí)用途徑。近日，浙江大學(xué)海洋學(xué)院海洋電子與智能系統(tǒng)研究所納米能源研究團(tuán)隊(duì)，利用生活中常見的氣球制作成了可用于收集波浪能的多倍頻高性能摩擦納米發(fā)電機(jī)。這項(xiàng)研究發(fā)表在國際著名期刊《先進(jìn)能源材料》（Advanced Energy Materials）上，論文題目為“Multiple-frequency high-output triboelectric nanogenerator based on awater balloon for all-weather water wave energy harvesting”。

論文第一作者為浙江大學(xué)海洋學(xué)院2019級博士研究生夏克泉，通訊作者為浙江大學(xué)海洋學(xué)院徐志偉教授。

做個水氣球發(fā)電

氣球是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷囊环N兒童玩具，向氣球中注入水后，它會具有很好的彈性和可拉伸特性。同時，構(gòu)成氣球的PVC材料是一種具有優(yōu)良摩擦電特性的介電材料。
夏克泉突然奇想，是不是能夠?qū)⑦@個特殊結(jié)構(gòu)與近年來專注的納米能源研究結(jié)合起來，利用生活中習(xí)以為常的材料發(fā)電。

于是研究團(tuán)隊(duì)制備了一種基于水氣球（WB-TENG）的多倍頻高性能摩擦納米發(fā)電機(jī)用于波浪能收集。所提出的WB-TENG由一個方形盒和一個水氣球兩部分構(gòu)成。方形盒內(nèi)壁上覆蓋一層導(dǎo)電銅箔，再在導(dǎo)電銅箔表面粘貼一層尼龍薄膜。將導(dǎo)線放到氣球中，然后向氣球中注入氯化鈉水溶液，最后通過打結(jié)的方式進(jìn)行密封。將制作好的水氣球放到方形盒子中，這樣WB-TENG發(fā)電器件就制作完成了。