摩擦發電新能源技術：點滴行動皆可發電
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3月18日下午，中國科學院北京納米能源與系統研究所舉辦摩擦發電新能源技術成果展示會，納米能源所王中林院士攜其研究團隊邀請記者進行現場觀摩和實際操作，體驗“一舉一動皆能發電”的全新能源供給模式。 記者吳瓊靜拍攝 |
中國網/中國發展門戶網3月19日電（文字/記者王振紅 視頻制作/趙小虎） 能源問題是影響人類進步和可持續發展的重大問題之一，各種圍繞新能源開發、可再生能源重復利用的研究在世界各地如火如荼地進行。您是否設想過，自己就是“移動電源”，可以對手機進行“自充電”；您是否想過，從輪胎轉動、海浪、機械振動、落下的水滴或是飄落的羽毛等眾多不規則活動中獲得能量。
在3月18日下午，在中國科學院北京納米能源與系統研究所（以下簡稱“納米能源所”）舉辦的摩擦發電新能源技術成果展示會上，納米能源所王中林院士肯定地說，“這都不是夢想，摩擦電發電機技術可以收集人們日常活動中產生的能量，給各種便攜式電子設備供電，比如每天都要用到的手機，在未來三到五年內將可以利用摩擦電發電機技術，實現手機的‘自充電’，也就是說你就是‘移動電源’。”
納米能源所王中林院士攜其研究團隊邀請記者進行現場觀摩和實際操作，體驗“一舉一動皆能發電”的全新能源供給模式。
“摩擦電和靜電現象是自然界中一種非常普遍的現象，存在于我們日常生活中各個層面，從梳頭、穿衣、走路到開車等等。由于它很難被收集和利用，往往是被人們所忽略的一種能源形式。如果我們可以通過一種新的方法收集摩擦產生的電能或者利用該方法將日常生活中不規則的動能轉成可以利用的電能，將對我們的日常生活產生重要影響。”王中林院士說。
王中林院士介紹說，“摩擦發電機利用的是摩擦起電和靜電感應效應的耦合，同時配合薄層式電極的設計，實現電流的有效輸出。摩擦發電機的動力源既可以是已被人們認識的風力、水力、海浪等大能源，也可以是人的行走、身體的晃動、手的觸摸、下落的雨滴等從沒被人們注意過的環境隨機能源，更可以是車輪的轉動、機器的轟鳴等被人們浪費、甚至是討厭的垃圾能源。摩擦發電機通過附著在產生這些動力的物體之上，而實現對機械能的有效收集。如此廣泛的適用范圍主要得益于其結構與運動主體的良好兼容性，而且這種兼容性也使其有望通過人類自身的活動為便攜式、可穿戴式設備直接供電，從根本上解決便攜設備功能越來越多、電池越來越不夠用的矛盾。”
王中林院士現場向記者演示了包括旋轉式直流摩擦發電機、剎車發電模擬裝置、自驅動無線觸摸報警器、柔性透明摩擦發電機、碟式寬頻摩擦發電機、腳踏式摩擦發電機、潮汐能收集裝置等在內的20件摩擦發電裝置的現場發電操作。展示了摩擦電發電機對空氣流動、水體流動和人體活動等各種機械能的高效收集能力，以及在綠色能源供給與自供能傳感方面的巨大應用前景。
王中林院士說：“這項研究結果不僅讓人們看到了摩擦發電機向產業化的快速奔進，而且由于同時具有重量輕、體積小、能量密度高、結構簡單、成本低廉、易于規模加工等優勢，非常適合大規模產業化，更使其從微小能源領域一躍躋身到有望大規模應用的綠色新能源之列。”
在場的研究人員對記者解釋說：“摩擦電發電機的電信號輸出與動力源的性質，例如驅動力的轉速、按壓的力度、晃動的頻率等有明顯的相關性，這使得摩擦電發電機不僅可以作為電源，還可以作為高靈敏度壓力傳感器，用來反映物體的動作信息。與其他傳感器相比，由摩擦電發電機構成的傳感器最為突出的優點，是在感受終端無需電源，能夠通過被測試對象自身的活動來驅動，實現自驅動的主動式傳感。該技術在人機交互界面、智能傳感和智能皮膚領域將有非常廣闊的應用前景，未來它將有望取代目前普遍使用的觸摸顯示裝置，可為個人電子產品、環境監控、醫學科學等提供自供電和自驅動設備，有著巨大的商用和實用潛力。”
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