中國科學家發(fā)現(xiàn)收集波浪能新途徑

    波浪能的研究是海洋能源開發(fā)利用的熱點。然而，傳統(tǒng)的基于電磁發(fā)電技術的波浪能發(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（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械能轉化為電能，為從海浪能中獲取能量提供了一種新的實用途徑。

    近日，浙江大學海洋學院海洋電子與智能系統(tǒng)研究所納米能源研究團隊，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。該研究成果發(fā)表在國際著名期刊《先進能源材料》（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”。

    該研究團隊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，能夠實現(xiàn)三種工作模式（完全接觸-分離模式；局部接觸-分離模式；往復接觸-分離模式），可以收集任意方向的機械能，這極大的推動了TENG在海洋能收集方面的應用。根據(jù)實驗測試，在相同的條件下，WB-TENG在一個工作周期內的總轉移電荷是傳統(tǒng)的基于雙板結構的TENG的28倍，表明這種基于水氣球的結構設計會大大提升能量轉化效率。除此之外，由于水氣球在不增加任何支撐結構的情況下也能達到自支撐的效果，使得WB-TENG在輕微振動下仍能產(chǎn)生電學輸出。根據(jù)水氣球可拉伸性，在氣球與尼龍薄膜的不斷碰撞摩擦過程中，氣球表面會不斷的積累電荷直到達到飽和，這能帶來超高的輸出性能。

    研究認為，WB-TENG除了作為發(fā)電器件，還可以作為傳感器件反應波浪的振動情況，對于海洋能收集和海洋環(huán)境下分布式傳感網(wǎng)絡的構建有著積極意義。