摩擦发电或将助力灾难救援

2014年03月19日09:12 | 中国发展门户网 www.chinagate.cn | 给编辑写信 字号:T|T
关键词: 感应电荷 受迫振动 电流源 动态压力 声源定位

北京时间2014年3月18日下午,中国科学院北京纳米能源与系统研究所举办了摩擦发电新能源技术成果展示会,纳米能源所王中林院士携其研究团队展示了摩擦电发电机的最新研究成果,并进行了现场操作,体验“一举一动皆能发电”的全新能源供给模式。

王中林院士首先介绍了摩擦电发电机的基本原理,并通过视频展示了几个摩擦电发电机的工作状态。之后,王中林院士和其团队的研究人员在实验室向记者现场演示了包括旋转式直流摩擦发电机、刹车发电模拟装置、自驱动无线触摸报警器、柔性透明摩擦发电机、碟式宽频摩擦发电机、脚踏式摩擦发电机、潮汐能收集装置等在内的20件摩擦发电装置的现场发电操作。展示了摩擦电发电机对空气流动、水体流动和人体活动等各种机械能的高效收集能力,以及在绿色能源供给与自供能传感方面的巨大应用前景。

摩擦电发电机或将助力灾难救援

摩擦电发电机的动力源既可以是已被人们认识的风力、水力、海浪等大能源,也可以是人的行走、身体的晃动、手的触摸、下落的雨滴等从没被人们注意过的环境随机能源,更可以是车轮的转动、机器的轰鸣等被人们浪费、甚至是讨厌的垃圾能源。摩擦电发电机通过附着在产生这些动力的物体之上,而实现对机械能的有效收集。如此广泛的适用范围主要得益于其结构与运动主体的良好兼容性,而且这种兼容性也使其有望通过人类自身的活动为便携式、可穿戴式设备直接供电,从根本上解决便携设备功能越来越多、电池越来越不够用的矛盾。

“未来人们遭遇空难、地震等重大灾难时,可以通过自带发电设备传输救援信号。”王中林院士现场演示了手套摩擦生电技术,这一技术或将延展到走路时手臂的晃动,甚至是裙摆的摩擦。当面对重大灾难时,被困人员可通过自发电为搜救人员提供重要位置信息。

摩擦电发电机将全面升级穿戴设备

研究发现,摩擦电发电机的电信号输出与动力源的性质有明显相关性,这使得摩擦电发电机不仅可以作为电源,还可以作为传感器,用来反映物体的动作信息。感受终端无需电源,能够通过被测试对象自身的活动来驱动,实现自驱动的主动式传感。该技术在人机交互界面、智能传感和智能皮肤领域将有非常广阔的应用前景。

摩擦电发电机的成本很低,主要部件由有机材料和常见金属构成,而且用量极少,非常适合大规模产业化推广。其输出性能可以通过简单的材料更换或者在材料表面制备纳米涂层来控制和改善,还可以通过化学方法对其表面进行修饰,以实现更丰富的功能。这给化学和材料领域增加了非常多的基础和应用研究的机会,甚至可能产生一些新的研究方向,并带动新兴行业的快速发展。

摩擦电发电机从第一次问世到现在仅有两年多的时间,但是在这两年里却通过其发电模式的多样化、结构的高度可调性和输出性能的不断飞跃,向人们展示了其未来应用的无限潜力,引起了学术界和产业界的极大兴趣。我们可以想象,当随身携带的手机不再需要电池,当腕带能够感受健康,科幻影片中的智能生活离我们还会很远么?

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