美研制出動能轉(zhuǎn)電能新型發(fā)電裝置 節(jié)能高效

　　節(jié)能 英國媒體近日發(fā)表的一篇論文介紹了可再生能源領(lǐng)域一項新技術(shù)：一種被稱為回轉(zhuǎn)摩擦發(fā)電機（rotary triboelectric generator）的新型發(fā)電裝置，可從周圍環(huán)境中提取能量，將微風(fēng)、水流甚至人體運動的動能轉(zhuǎn)化為電能。該種發(fā)電裝置不但效率高，而且成本低廉。

　　摩擦電和靜電屬于一種非常普遍的現(xiàn)象，存在于人們?nèi)粘Ｉ钪卸鄠€層面，在穿衣、走路、開車等等行為中都可以遇到，由于它很難被收集和利用，此前一直是被人們所忽略的一種能源形式。但近些年來，靜電微型發(fā)電機已研制成功，并能在微機電（MEMS）領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但其設(shè)計的材料、器件的制造工藝以及精密的操作，使整個裝置的生產(chǎn)條件十分特殊，造價成本頗高，并不利于發(fā)電機的商業(yè)化和日常應(yīng)用。另一方面，普通的摩擦發(fā)電機都是利用電荷轉(zhuǎn)移，例如將衣物的靜電轉(zhuǎn)化為電能，還無法做到將日常生活中多種不規(guī)則的動能轉(zhuǎn)成可以利用的電能的程度。

　　而此次，美國佐治亞理工學(xué)院王中林教授及其科研團隊設(shè)計了一種新型摩擦發(fā)電機，能夠非常有效地收集環(huán)境中的靜電。更具體地說，這種發(fā)電裝置是通過固定的金電極陣列，將光滑表面在回轉(zhuǎn)摩擦?xí)r所產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)化為電力。據(jù)研究人員的描述，新型發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)化效率可高達24％，并能將周圍環(huán)境中不同的動能轉(zhuǎn)化為電能。

　　早在2006年，該研究團隊首次提出了納米發(fā)電機的理念，為能源的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用展開了一個新范疇；而在2012年，該小組還曾開發(fā)出了一種透明的柔性摩擦電發(fā)電機，借助柔性高分子聚合物材料，成功地將摩擦轉(zhuǎn)化成為了可供使用的電力，其耐久性和可加工性被證明可輕松融入其他產(chǎn)品的設(shè)計當(dāng)中。

　　而今問世的新裝置的設(shè)計仍然非常簡單，因此制作成本十分低廉。當(dāng)用于開發(fā)再生能源時，其可從人類活動、輪胎轉(zhuǎn)動、海浪、機械振動等眾多不規(guī)則活動中獲得能量，為個人電子產(chǎn)品、環(huán)境監(jiān)控、醫(yī)學(xué)科學(xué)等提供自供電和自驅(qū)動設(shè)備，有著巨大的商用和實用潛力。這種設(shè)備雖然無法徹底解決人類傳統(tǒng)能源日益枯竭的問題，但仍足以對人們的日常生活產(chǎn)生影響，且使得摩擦起電這一古老現(xiàn)象展現(xiàn)出越來越多的應(yīng)用價值。