著名學(xué)術(shù)期刊Nano Energy上(Nano Energy 47 (2018) 539-546, IF:12.34)刊發(fā)納米發(fā)電機最新研究成果。摩擦納米發(fā)電機(TENG)是一種能將環(huán)境中機械能、風(fēng)能和潮汐能等能源轉(zhuǎn)化成電能并為小型電子器件供電的一種發(fā)電裝置;與其他發(fā)電裝置相比,它具有簡單、輕便、價廉的優(yōu)點,且可在很多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而,傳統(tǒng)的徑向排列式和分段結(jié)構(gòu)滑動式摩擦納米發(fā)電機都有著材料易磨損和發(fā)熱量大的缺點,這極大的制約了其長期持續(xù)性的工作。
我校微電子學(xué)院的李曉干教授和重慶大學(xué)奚伊副教授所帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊合作研發(fā)了一個新型的滾動摩擦接觸-分離式摩擦納米發(fā)電機(CS-TENG),以保障在實際使用中大幅度減少材料磨損。同時,利用電磁發(fā)電機(EMG)在高頻率下有著較高的效率,將傳統(tǒng)摩擦發(fā)電機(TENG)與電磁發(fā)電機(EMG)相結(jié)合,從而拓寬該新型納米發(fā)電機的工作頻率。該研究結(jié)果表明,一個6單元的該新型摩擦發(fā)電機在700 r/min轉(zhuǎn)速下可以輸出0.15mW/ cm2的功率,使100μF的電容在不到1分鐘內(nèi)充電至6V。這種新型的發(fā)電機有著很廣闊的發(fā)展前景,在很多領(lǐng)域中顯示出潛在的應(yīng)用價值,比如可以實現(xiàn)對車輪的轉(zhuǎn)速檢測并實現(xiàn)自供電電子設(shè)備和傳感器系統(tǒng)。本項目得到了國家自然基金和重點研發(fā)項目以及國家級大學(xué)生創(chuàng)新項目的資助。

