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摩擦摩擦就可以發電,浙大一項研究在紙上畫出可收集人體運動能的...
這些物品的快速發展，得益於可再生和環保的電池為這些設備供電。隨著運動手環等更加輕巧的可穿戴設備的風靡，為它們持續提供高效、清潔和可持續的電能是亟需解決的難題。近日，浙江大學海洋學院海洋電子與智能系統研究所朱智源博士研究小組，研發了一種新型的X型高效摩擦納米發電機，具有結構簡單、體積小、成本低、以及可收集人體運動能等諸多特點。
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納米發電機:摩擦也能帶來「正能量」
世上最小的發電機這種摩擦納米發電機，其機械能轉化效率是50%—80%，可以為微小電子器件、納米機器人提供電力，使之真正實現自驅動納米能源是指基於納米技術和納米材料的能源轉換與能源存儲技術。王中林當時研製的這個世界上最小的發電機，巧妙地利用了納米線的半導體性能和壓電效應: 通過外界環境震動，無論是超聲波，還是人的行走、潮汐的運動，甚至心臟跳動（如果被植入人體內部的話），使得納米線因機械運動所產生的動能傳導，而產生微小的共振、擺動、變形，從而在表面積累起電荷，再由納米線所附著的電極板輸出電流。據測算，當時這種納米發電機的發電效率可以達到17%—30%。
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新型摩擦電納米發電機:可利用人體運動實現無線供電!
導讀近日，美國克萊姆森大學的科研人員開發出摩擦電納米發電機的無線版本，也稱為「W-TENG」，離利用摩擦電這一綠色能源進行無線供電的目標又更近了一步。但是，摩擦電很難被收集和利用，因此它的價值往往被人們所忽視。不過，去年筆者曾介紹過中國科學院、重慶大學、美國喬治亞理工學院、臺灣科技大學等科研機構的科研人員組成的團隊，在中華民族傳統的剪紙藝術啟發下，利用了摩擦電，開發出一種輕量的、剪紙式樣裝置，採集來自人體運動的能量。
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【材料】利用磁性複合材料的非接觸摩擦納米發電機
傳統能源如石化能源的巨大消耗，導致了日益嚴重的溫室氣體效應和其它環境汙染，如何收集綠色能源諸如太陽能、風能與環境機械能，成為了各界關注的熱點。相比於傳統太陽能電池的複雜製備方式，基於摩擦生電原理而誕生的摩擦發電機具有製備簡單、高能源轉化率等優勢，能夠有效地將環境機械能轉換為電能。
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摩擦納米發電機的電源管理策略與電力摩擦電子學研究獲進展
摩擦納米發電機自2012年發明以來，在人體動能和環境機械能的收集上展示出了很大優勢和應用潛力。通過與各式各樣的摩擦納米發電機集成工作，展示了該電源管理策略的通用性、高效性和實用性。在人體運動能收集方面，置於護肘、衣服、護膝和鞋底的摩擦納米發電機，可以在關節彎曲、穿衣、步行等低頻日常活動下，通過該模塊輕鬆驅動電子表、溫度計、計算器和計步器等商用電子器件持續工作，有望在下一代可穿戴電子產品中完全實現由人體活動來供能。
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【納米】運用近紅外雷射遠程高效自修復摩擦納米發電機
其原理是基於摩擦起電和靜電感應效應的耦合，將人體運動、空氣流動等過程中低頻、無序、低品質的機械能轉化為電能。然而以銅、鋁等金屬作為導電層的傳統摩擦納米發電機常因金屬疲勞，容易導致導電層的破損，影響其正常工作。
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新型摩擦納米發電機問世：「旗形」構造，高效採「風」
其自供電的特性更為自然環境中設備運行的持續供能提供了一種理想方案。近日，大連海事大學輪機工程學院教授徐敏義團隊提出並系統性研究了一種新型防潮且自適應風向的旗形摩擦納米發電機。其不僅可在潮溼環境下高效收集不同方向的風能，還能測量風速，實現風速傳感，為無線傳感網絡的供電問題提供了一種新穎的解決方案。相關研究成果已發表於《納米能源》雜誌。
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超高摩擦電荷密度刷新摩擦納米發電機性能紀錄
從可再生的自然源（如太陽能、風能和生物質能）收集能量，已經被證實是應對能源危機的可持續可供選擇的方向，而且在化石燃料快速消耗的今天扮演著越來越重要的角色。最近發明的摩擦納米發電機具有質量輕、價格低廉，甚至在低工作頻率下仍然高效等先天優勢，已經被證實是一個具有深遠意義的解決方案。
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深圳先進院等研發出一種摩擦納米發電機的可編程策略
摩擦納米發電機由於其結構簡單、生產成本低、適用性廣，能夠將包括風能、水能和人體運動等機械能轉化為電能等特點，被廣泛運用於能量收集，物聯網設備的自供能電源和各類自供能傳感器等，因而受到廣泛關注，被認為是將來實現物聯網最有希望的能源方案之一。
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柔性隨機波浪摩擦納米發電機
國內外開展了面向海洋生態環境傳感器的新能源技術研究，如太陽能、風能、溫差能和波浪能。相比於太陽能、風能和溫差能，波浪蘊藏著巨大能量，並且具有更大的時間和空間適用範圍。但由于波浪的運動是多嚮往復性運動，其運動隨機性的特徵導致捕獲的能流不穩定，難以設計合適的波浪能發電裝置的各級能量轉換裝置。新型、簡易、可持續的海浪能量收集系統的研製和開發逐漸成為了科技界關注的焦點。
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第97集 神奇的摩擦納米發電機
根據這一原理，王中林研究團隊做出了四種模式的摩擦發電機，它們分別是接觸分離式、滑動式、單電極式、自由浮動式，可以用於收集拍擊、震動、滑動、浮動等各種形式的微小機械能。摩擦起電和靜電感應效應的相互結合，讓摩擦發電機成為了可能，而納米技術的加入，更像是畫龍點睛一樣，讓電流真正實現了有效輸出。
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納米發電機收集人體能量:可為穿戴設備供電
美國密西根州立大學的研究人員開發出一種低成本膜狀納米發電機，可以捕獲人體運動能量,相關成果發表在《納米能源》雜誌上。目前有大量有關機械能能量採集器的研究工作,其機制大多利用壓電和摩擦電效應。新開發的納米發電機又稱為生物相容性鐵電納米發電機，由矽晶片和分層的非汙染性物質組合而成。這些非汙染性物質包括銀、聚醯亞胺和聚丙烯鐵電駐極體等。
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摩擦就可以發電?新型納米發電機問世
基於摩擦起電和靜電感應引發的能源革命預期比肩法拉第電磁感應發電機的巨大應用前景——王中林:《摩擦納米發電機》納米發電機將是麥克斯韋位移電流繼電磁波理論和技術後在能源與傳感方面的另一重大應用，有可能引領技術革新並深刻改變人類社會。摩擦納米發電機由王中林及其團隊於2012年首先發明，其目的是利用摩擦起電效應和靜電感應效應的耦合把微小的機械能轉換為電能。這是一種顛覆性的技術並具有史無前例的輸出性能和優點。它既用不著磁鐵也不用線圈，在製作中用到的是質輕、低密度並且價廉的高分子材料。
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新一代恆流摩擦納米發電機研究獲進展
但通常情況下，摩擦納米發電機工作在大氣壓環境下，因此這裡大部分電荷密度通過空氣擊穿釋放掉了，如果將這部分空氣擊穿的能量收集起來，不僅可以提高摩擦納米發電機的輸出性能，而且也是對摩擦納米發電機的重新認識，對於更好地理解和利用摩擦納米發電技術具有重要意義。 傳統的摩擦納米發電機具有兩個與生俱來的特點：交流電輸出和脈衝特性。
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王中林院士Nano Energy綜述:摩擦納米發電機網絡構築藍色能源夢
該發電技術在機械能量收集方面具有普適性，可以有效地收集各種來源的能量，如人體運動、機械振動、旋轉、風、潮汐、水波運動等。TENG收集的能量不僅僅是新能源，更是新時代的能源(the energy for the new era)，物聯網時代的能源。摩擦納米發電機提供了波能向電能轉換的一種新途徑，具有從海洋中收集大範圍「藍色能源」的巨大潛能。
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基於摩擦納米發電機和介電彈性體的可刷新盲文顯示系統
有望成為可刷新，靈活且可移植的下一代盲文書籍，由摩擦電納米發生器致動的安全的介電彈性體盲文設備。它易於製造，便宜且安全，對盲人沒有任何潛在危害。對於摩擦電納米發電機，兩個薄膜之間的摩擦可以產生3 kV以上的電壓，而電流僅為2 µA，從而可以改變介電彈性體膜的形狀。同時，在腔室中加壓空氣的支撐下，膜將被抬起成為可觸摸的盲文點。
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人體運動供能無線可穿戴汗液傳感平臺
在眾多生理信號之中，蘊含複雜生理信息的汗液成為了人體無創連續傳感的潛在分析目標。考慮到能耗是影響汗液傳感的關鍵因素，而其應用場景又通常與劇烈運動緊密相連，採集運動過程中的機械能，用於供能汗液傳感平臺，為實現健康狀況無線追蹤提供了一種去電池化的解決方案。
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能穿在身上的發電機
如果把這些能量收集起來加以轉換利用，就會變成取之不盡的電力。我國科學家將這一理念付諸了實踐，研發出來一種納米發電機。它可以在納米範圍內將機械能轉化成電能，這是目前世界上最小的發電機。這麼小的發電機是如何發電的呢？
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AEnM:高功率旋轉泵浦摩擦納米發電機
摩擦納米發電機（Triboelectric nanogenerator，TENG）基於摩擦起電和靜電感應，可將各種機械能轉化為電能，在物聯網、可穿戴器件、自驅動傳感，生物醫學、藍色能源等諸多方面具有重要的應用。
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先進功能材料：纖維素II氣凝膠摩擦納米發電機，實時檢測人體運動
通過與殼聚糖和海藻酸等其他天然多糖共混，將供電子基團和吸電子基團引入到複合纖維素II氣凝膠，可大幅度改善TENG的摩擦電性能。4．該TENG可以點亮發光二極體，可用在商用電容器充電，為計算器供電以及監視人體運動。2背景大自然中的機械能是人類寶貴的可持續能源。