中科院北京納米能源與系統(tǒng)研究所首席科學(xué)家王中林帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一種回轉(zhuǎn)摩擦電發(fā)電機(jī)，能將微風(fēng)、水流，甚至人體運(yùn)動的動能轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)保證發(fā)電效率及低廉成本。相關(guān)研究成果發(fā)表在近日的《自然通訊》上。

        據(jù)中科院納米能源所研究人員介紹，傳統(tǒng)摩擦電發(fā)電裝置一般由兩個(gè)摩擦層和相應(yīng)的電極層組成，利用摩擦層相互接觸后產(chǎn)生的表面電荷與電極層之間靜電感應(yīng)電荷的平衡過程，向外電路輸出電能。新型回轉(zhuǎn)摩擦電發(fā)電裝置采用表面圖案化的摩擦層和電極層，通過旋轉(zhuǎn)式接觸的驅(qū)動設(shè)計(jì)，由平面化的圓形定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。其相互接觸材料表面的圖形陣列由一圈呈放射性密排的微小扇形組成。當(dāng)定子和轉(zhuǎn)子發(fā)生相對轉(zhuǎn)動時(shí)，最高平均輸出功率為1.5W，獲得了高達(dá)24%的能量轉(zhuǎn)化率。

        通過將發(fā)電機(jī)和電力管理電路結(jié)合，研究人員將進(jìn)一步開發(fā)出一套完整的小型供電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對手機(jī)等小型電器的實(shí)時(shí)供電。這種摩擦發(fā)電裝置由金屬和有機(jī)薄膜組成，屬于大規(guī)模工業(yè)化原材料，成本很低。摩擦發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于制作，利于廣泛使用。

        回轉(zhuǎn)摩擦電發(fā)電機(jī)的未來應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，不僅可以作為小型電器的供電裝置，即通過人的日常活動而獲取足以點(diǎn)亮電燈、給手機(jī)供電的能源；還有望成為大規(guī)模環(huán)境能源利用的有效解決方案，包括收集大自然中的空氣流動、水體流動等多種機(jī)械能；同時(shí)，回轉(zhuǎn)摩擦電發(fā)電機(jī)的輸出信號能夠靈敏地反應(yīng)驅(qū)動力的性質(zhì)，例如速度、頻率等，也可以作為高靈敏度、自驅(qū)動的傳感裝置。

        工信部節(jié)能與綜合利用司宣布將正式在全國范圍內(nèi)實(shí)施電機(jī)能效提升計(jì)劃。該計(jì)劃擬用3年時(shí)間，提升全國電機(jī)能效，促進(jìn)電機(jī)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。年耗電1000萬千瓦時(shí)以上的3萬多家工業(yè)企業(yè)將是該計(jì)劃的重點(diǎn)實(shí)施對象。據(jù)此估算，此番計(jì)劃的進(jìn)行，將帶動高效電機(jī)及相關(guān)設(shè)備需求接近千億元。隨著能效提升計(jì)劃的推進(jìn)，高效電機(jī)市場需求將逐步釋放，逐年遞增。