摩擦纳米发电——可与电磁感应发电比肩的革命性技术

摩擦纳米发电革可与电磁感应发电比肩的命性技术中国科学院北京（纳米）能源与系统讨论所首席科学家王中林院士领导的讨论小组近期公布了一项最新讨论成果，证明了摩擦纳米发电机与传统电磁感应发电机具有对称性和互补性，首次从理论高度提出了摩擦纳米发电机是继电磁感应发电机之后，采纳机械能发电的又一种紧要方式，是具有可能和电磁感应发电机同等紧要的新能源技术同时，该小组的讨论成果显示，摩擦发电机相对于传统的电磁感应发电机还具有灵巧、用材便宜、功率密度高等优势，呈现了摩擦发电机作为新能源技术向“大能源”应用迈进的广阔前景相关讨论成果已发表在最新一期的《先进材料》杂志上摩擦发电机实时供电的照片（a）点亮球形灯；（b）给移动电话充电；（c）给电子时钟供电;（d）在风力驱动下实时点亮LED灯；（e）在手臂晃动的驱动下实时点亮LED灯；（f）转速与开路电压和短路电流的关系图近年来，由王中林院士领导的讨论团队一直致力于研发摩擦纳米发电机，其原理是利用摩擦生电和静电感应现象，可以驱动微纳米级的电子器件、给便携式电子设备供电，乃至收集潮汐、风能等传统发电机不易取得的机械能，旨在将人们生产、生活中无处不在的各种“摩擦”变废为宝，变化为顺手可用的电能，为机械能发电供给了一种全新的理念和视角在此讨论基础之上，由中科院北京纳米能源与系统讨论所副讨论员张弛博士等构成的讨论团队在王中林院士的引导下，系统而认真地对比了摩擦纳米发电机和电磁感应发电机的工作原理、掌控方程和输出特性，提出并论证了摩擦纳米发电原理与电磁感应发电原理具有对称性和互补性据张弛博士介绍，试验表明摩擦纳米发电机的内阻约为十几兆甚至上百兆欧，可以等效为内阻很大的电流源；而电磁感应发电机的内阻仅为几欧或十几欧，可以等效为内阻很小的电压源，两种电源通过与电阻的串并联形式，可以实现对外电路供电的等效变换同时，讨论小组探究了基于上述两种发电原理的混合式发电机，以及在不同模式下联合工作的可行性，进一步验证了摩擦纳米发电机可以貌似等效为理想电流源的特性，为摩擦纳米发电技术在电路中的深入应用供给了理论基础和试验依据讨论小组阐述了摩擦发电机相对于传统电磁感应发电机的优势，包括灵巧、用材便宜、能量密度高等讨论数据显示，摩擦纳米发电机在单位体积和单位质量的输出功率密度分别为

3.1瓦/立方米和

2.6毫瓦/千克，远宏大于电磁感应发电机的功率密度此外，讨论小组还探讨了使用有机材料来提高摩擦纳米发电机输出功率的方法，这也为化学和材料学领域的讨论开垦了新的方向上述系列讨论成果，为摩擦纳米发电机作为新能源技术向“大能源”应用的迈进供给了理论基础和试验依据，首次论证了摩擦纳米发电机是继电磁感应发电机后采纳机械能发电的又一种紧要方式，是可与电磁感应发电机相比肩的新能源技术，一旦实现产业化，将在自驱动系统、物联网，以及国防科技等方面具有极其紧要的应用前景。