注水氣球變身高性能發(fā)電機(jī)材料 研究成果已發(fā)表于國際著名期刊《先進(jìn)能源材料》

灌了水的氣球，有很好的彈性和可拉伸特性，構(gòu)成氣球的PVC材料則具有優(yōu)良摩擦電特性——在科研人員眼中，注水的氣球成了制作發(fā)電機(jī)的好材料。

近日，浙江大學(xué)海洋學(xué)院海洋電子與智能系統(tǒng)研究所納米能源研究團(tuán)隊(duì)，利用氣球制成了可用于收集波浪能的多倍頻高性能摩擦納米發(fā)電機(jī)。研究成果已發(fā)表于國際著名期刊《先進(jìn)能源材料》。

據(jù)了解，由浙江大學(xué)徐志偉教授領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)制備的這一多倍頻高性能摩擦納米發(fā)電機(jī)，由一個方形盒和一個水氣球兩部分構(gòu)成：方形盒內(nèi)壁上覆蓋一層導(dǎo)電銅箔，導(dǎo)電銅箔表面粘一層尼龍薄膜，將導(dǎo)線放入注有氯化鈉水溶液的氣球，再將制作好的水氣球放到方形盒中，這臺發(fā)電機(jī)即可投入使用。

“根據(jù)摩擦起電原理，當(dāng)氣球和尼龍薄膜相互碰撞摩擦?xí)r，兩種薄膜的表面會帶上等量的異種電荷。當(dāng)兩種薄膜做接觸—分離運(yùn)動時，氣球中的氯化鈉溶液和導(dǎo)電銅箔就會感應(yīng)出等量異種電荷，這時連接兩個電極的電路中就會產(chǎn)生交變電流。”項(xiàng)目執(zhí)行人夏克泉解釋說。

據(jù)介紹，由于水氣球具有一定的彈性和可拉伸性，因此即便受到低頻率的外力作用，也會和尼龍薄膜不斷碰撞摩擦，并在表面不斷積累電荷直到達(dá)到飽和，進(jìn)而產(chǎn)生多倍頻的輸出電流。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測試，在1.5赫茲的工作頻率下，這款發(fā)電機(jī)短路電流的瞬時峰值可以達(dá)到147微安，開路電壓的瞬時峰值可以達(dá)到1221伏。

值得一提的是，這一多倍頻高性能摩擦納米發(fā)電機(jī)可收集任意方向的機(jī)械能，在海洋能收集方面具有廣闊前景。相同條件下，它在一個工作周期內(nèi)的總轉(zhuǎn)移電荷是傳統(tǒng)摩擦納米發(fā)電機(jī)的28倍。(洪恒飛 柯溢能記者江耘)