摩擦納米發電機示意圖。圖片來源：中科院北京納米能源與系統研究所

近日，中科院北京納米能源與系統研究所等機構的研究人員開發了一種用于全向水波能收集的摩擦納米發電機。該設備可以通過共振效應實現對不同頻率水波能的有效收集，并在水波測試中獲得了良好的實驗結果。5月26日，相關論文刊登于《焦耳》。

該論文通訊作者、中科院北京納米能源與系統研究所研究員王杰表示，雖然電磁式發電機已經發展成為機械能收集技術的主流，但受限于價格高、體積大、低頻效率低等特點，并不是大規模海浪能收集的最佳選擇。具有價格低廉、重量輕和低頻高效等優點的摩擦納米發電機(TENG)被認為是進行海浪能收集最有效的技術之一。但相關研究無法實現對全向和全頻的水波能的收集，而且水屏蔽效應對TENG輸出性能削弱的問題需要進一步解決。

研究人員設計了一種主動共振的TENG(AR-TENG)用于全向和全頻水波能的收集，AR-TENG可以很好適應水波方向變化。

之后，研究人員利用單擺和不倒翁結構組成了共振系統，AR-TENG可以通過共振效應實現不同頻率水波能的有效收集。憑借相關結構的高頻阻尼運動，AR-TENG在低頻水波驅動下實現了高頻輸出，進而大幅度提高了水波能的收集效率。

此外，與前期點接觸的球形TENG相比，AR-TENG的輸出性能提高了十幾倍。而且，AR-TENG在真實水波和模擬試驗中實現了相近的輸出性能。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.joule.2021.04.016