摩擦納米發(fā)電機(jī)簡稱TENG,是一種新型能源收集裝置,基于摩擦起電和靜電感應(yīng)效應(yīng),其能夠?qū)h(huán)境中的微小機(jī)械運(yùn)動(dòng)(如震動(dòng)、風(fēng)能、水波、人體運(yùn)動(dòng)等)轉(zhuǎn)化為電能。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的
《2025-2029年中國摩擦納米發(fā)電機(jī)(TENG)行業(yè)市場深度調(diào)研與發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)研究報(bào)告》顯示,摩擦納米發(fā)電機(jī)具有高效率、低成本、高靈敏度、可伸縮性強(qiáng)、可擴(kuò)展性好、材料選擇廣等優(yōu)勢(shì),在自供能傳感器、可穿戴設(shè)備、智能醫(yī)療、機(jī)器人、環(huán)境監(jiān)測(cè)、航空安全監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。
傳感器是物聯(lián)網(wǎng)感知層的基礎(chǔ),目前傳感器在壓力、位移、溫度、振動(dòng)、電磁場檢測(cè)方面應(yīng)用較成熟,但傳統(tǒng)電阻式、電容式、壓電式等傳感器普遍依賴外部電源,可擴(kuò)展性與部署靈活性較差,限制了其在遠(yuǎn)程、復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用,壓電與熱電類傳感器雖具備能量自供能力,但能量輸出有限、穩(wěn)定性及耐久性不足。
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量激增,傳統(tǒng)傳感器供電方式局限性愈發(fā)突出。摩擦納米發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)可直接用于傳感,無需額外供電,解決了傳統(tǒng)傳感器供電方式局限性,應(yīng)用前景廣闊。
目前全球能源轉(zhuǎn)型邁入新階段,其中高熵能源具有分配廣、密度低、無序度高、總量大等特點(diǎn),其利用將是未來智能時(shí)代的關(guān)鍵課題。摩擦納米發(fā)電機(jī)作為新型能源收集裝置,尤其適用于低頻、高熵振動(dòng)能量收集。自2012年問世以來,摩擦納米發(fā)電機(jī)便備受關(guān)注,并在材料、器件、系統(tǒng)、電路、應(yīng)用等方面實(shí)現(xiàn)巨大進(jìn)展。
隨著研究深入,摩擦納米發(fā)電機(jī)已開發(fā)出多種工作模式,包括接觸-分離模式、滾動(dòng)模式、獨(dú)立層模式等,其中接觸-分離模式是摩擦納米發(fā)電機(jī)多層設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中最常見的工作模式,根據(jù)實(shí)現(xiàn)方式不同,其又分為彈簧輔助型、柔性基底輔助型、彈簧鋼片輔助型、磁輔助型、TPU(熱塑性聚氨酯)輔助型。
新思界
行業(yè)分析人士表示,我國摩擦納米發(fā)電機(jī)研究單位包括中科院北京納米能源研究所、蘇州大學(xué)、中科院蘭州化學(xué)物理研究所、清華大學(xué)等。在產(chǎn)業(yè)化方面,由中科院北京納米能源研究所孵化的北京中科納清科技股份有限公司(中科納清),已成功將摩擦納米發(fā)電技術(shù)應(yīng)用到空氣消毒、凈化等領(lǐng)域,未來中科納清計(jì)劃將摩擦電納米技術(shù)拓展至水處理、個(gè)人防護(hù)裝備等領(lǐng)域。
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