■《中國(guó)基建報(bào)》獨(dú)家報(bào)道，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載，違者必究！

香港訊 ??香港中文大學(xué)工程學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)最近研發(fā)一款水管式摩擦納米發(fā)電機(jī)，能夠?qū)⒍喾N不規(guī)則低頻機(jī)械能，包括海浪能量，高效地轉(zhuǎn)換成電能，為開發(fā)「藍(lán)色能源」提供嶄新路向。

海洋占據(jù)著地球表面面積約七成，是最大的能量存儲(chǔ)器。科研人員一直致力探索如何充分利用海洋發(fā)電，解決世界能源危機(jī)及火力發(fā)電產(chǎn)生的污染問題。納米發(fā)電機(jī)是開發(fā)機(jī)械能發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)之一，它主要分為壓電、摩擦及熱釋電三種，其中摩擦納米發(fā)電機(jī)（Triboelectric Nanogenerator，TENG）是利用摩擦起電和靜電效應(yīng)，把兩種材料相互摩擦?xí)r的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。

然而，一般的TENG裝置都是固體與固體的摩擦，難以確保兩種摩擦材料的接觸緊密性，因此所產(chǎn)生的電荷密度往往較低，而且材料表面在長(zhǎng)期摩擦后會(huì)磨損。此外，用于收集不規(guī)律振動(dòng)能量的TENG裝置，都需要加入不同的部件例如彈簧、支架、旋轉(zhuǎn)器具等，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)會(huì)影響采電效率。

中大機(jī)械與自動(dòng)化工程學(xué)系助理教授訾云龍教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，最近克服了以上技術(shù)限制，他們針對(duì)不規(guī)律和低頻環(huán)境，例如水面上的海浪，開發(fā)了一款水管式摩擦納米發(fā)電機(jī)（WT-TENG）。團(tuán)隊(duì)將水封裝在手指大小的膠管（FEP），當(dāng)水與膠管的電極區(qū)域摩擦?xí)r，便會(huì)產(chǎn)生電流?；谒牧鲃?dòng)性，WT-TENG適合在多種運(yùn)動(dòng)模式中收集能量，包括旋轉(zhuǎn)、搖擺、蹺蹺板、水平線性模式等，可以對(duì)應(yīng)風(fēng)力、海浪、身體和車輛運(yùn)動(dòng)等。另外，由于水和膠管表面可以緊密接觸，突破基于固體材料的TENG裝置電荷體積密度不足問題。經(jīng)過測(cè)試，WT-TENG的輸出體積電荷密度在低至0.25 Hz的頻率下達(dá)到9 mC / m3，是現(xiàn)有記錄中最高的輸出值。

此外，每個(gè)WT-TENG單元都可以像積木一樣，拼合成較大型的發(fā)電裝置，令電能輸出倍增。研究團(tuán)隊(duì)測(cè)試了兩個(gè)裝置，分別是裝有34個(gè)WT-TENG單元的盒子，被放到海面上收集海浪能量，以及有10個(gè)WT-TENG單元組成的手環(huán)，由測(cè)試員戴上并不斷擺動(dòng)手臂。兩個(gè)測(cè)試的高峰發(fā)電量都足以推動(dòng)150個(gè)LED燈泡。

訾云龍教授表示：「之前的海洋能收集系統(tǒng)往往要依賴龐大而笨重的電磁發(fā)電機(jī)，而且海浪要達(dá)到較高的頻率才能產(chǎn)生電力。是次研究有望推動(dòng)摩擦納米發(fā)電機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，特別是用于收集『藍(lán)色能源』，對(duì)人類發(fā)展可再生能源，實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)提供嶄新方向?！?/p>

相關(guān)研究成果最近于國(guó)際知名期刊《先進(jìn)能源材料》（Advanced Energy Materials）刊登。文章第一作者為博士后研究員吳昊、訾云龍教授為唯一通訊作者，香港城市大學(xué)王鉆開教授參與指導(dǎo)了本工作。（《中國(guó)基建報(bào)》記者 林雨潤(rùn) 香港報(bào)道）