隨著電子織物、可穿戴電子、微型傳感器等先進技術逐步推廣應用,能量收集重要性愈發凸顯。發電機作為一類重要的能量收集器件,為滿足日益升級的市場要求,其產品更新迭代速度持續加快。
摩擦納米發電機(Triboelectric nanogenerator),簡稱TENG,是一種利用摩擦起電效應和靜電感應相結合原理收集環境機械能產生電能的新型能量收集技術,具體工作機理為從周圍環境中收集身體晃動、手觸摸、雨滴下落、車輪轉動、機器振動、風能、水能等各種形式的機械能,通過納米材料摩擦相互作用產生轉移電子及電勢差,將機械能轉變為電能的過程。
根據新思界產業研究中心發布的
《2023-2028年摩擦納米發電機(TENG)行業市場深度調研及投資前景預測分析報告》顯示,與市場主流電磁發電機相比,摩擦納米發電機的輸入電壓和頻率無關,收集慢動作也可產生高壓,有著低頻下能量轉換效率高、重量輕、成本低、結構簡單、易于制作等優點,目前已在電子皮膚、可穿戴柔性電子等微納能源領域,物聯網傳感、人機交互、環境監測、生物傳感等自驅動傳感領域,海洋波浪能收集、風能收集等藍色能源領域取得了重大應用進展。
近年來,作為國內外企業及機構研發的熱點領域,摩擦納米發電機產業化進程正持續加快。在產品類型方面,TENG已開發出垂直接觸-分離模式、水平滑動模式、單電極模式、獨立層模式四大基本工作模式;在材料方面,尼龍、聚四氟乙烯(PTFE)是TENG常用的接觸材料。
在市場參與主體方面,目前全球已有美國泰克、德國布魯克以及中國的北京中科納清、蘇州申賽新材料、唐山納米新能源、陜西捷諾瑞動力、青島中科凱爾、嘉興啟林科技、北京貞正物聯網、安徽方永新能源等企業入局市場;在先進成果方面,目前已有基于TENG的心臟起搏器、健康監測手環、智能康復器械等產品問世,未來TENG實現大規模商業化指日可待。
新思界
產業分析人員表示,摩擦納米發電機是一種可再生的微納功率能源,在微納設備、自驅動傳感、海洋能源等場景有著廣闊的應用前景,終端應用涉及物聯網、衛生保健、環境保護、人工智能等。近年來,在國內外企業研發進程不斷加快背景下,摩擦納米發電機產業化進程正持續提速,預計到2030年,全球摩擦納米發電機市場規模有望突破20億美元。