王中林等AEM：具有恒定输出电流的圆柱形直流摩擦纳米发电机

兔兔

2020-02-10

近年来，随着经济的不断增长，能源需求增长迅速，甚至出现了一定程度的能源危机。因此，世界上许多国家都在积极投资开发和利用新的绿色能源。各种形式的发电机，包括电磁发电机、压电发电机、摩擦纳米发电机等，在获取能源方面发挥着不可替代的作用。基于摩擦起电效应和静电感应效应耦合的摩擦纳米发电机（TENGs）的工作模式可分为四种：垂直接触分离模式、接触滑动模式、单电极模式和独立式摩擦电层模式。TENGs具有在低频环境下获取各种形式机械能无可比拟的优势，有望为全球能源的可持续发展做出重大贡献。在此，中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士、Tinghai Cheng和吉林大学赵宏伟教授首次报道了一种通过相位耦合产生具有低波峰因数的几乎恒流输出的圆柱形直流摩擦电纳米发电机（DC-TENG）。研究了相位（P）和机组数（G）对DC-TENG的影响。实验表明，电流的波峰因数随相位的增大而显著减小，输出性能随组数的增加而显著提高。DC-TENG的三相五组（3P5G）单相摩擦发电单元产生的开路电压为149.5 V，短路电流为7.3 μA，在600 rpm时产生的电荷为56.7 nC。在对每相输出进行整流和叠加后，DC-TENG可以产生21.6 μA的耦合电流和2.04 mW的平均输出功率。此外，输出电流的波峰因数降低到1.08，并且实现了几乎恒定直流电的高性能特性。这项研究对于TENG在为低功耗传感器供电方面的实际应用具有重要意义。

Jianlong Wang, Yikang Li, Zhijie Xie, Yuhong Xu, Jianwen Zhou, Tinghai Cheng, Hongwei Zhao, Zhong Lin Wang. Cylindrical Direct-Current Triboelectric Nanogenerator with Constant Output Current. Adv. Energy Mater. 2020, 1904227.

DOI: 10.1002/aenm.201904227.

原文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.201904227