近日,中国科学院北京纳米能源与系统研究所朱光研究团队提出了基于固/液界面摩擦起电和二维阵列电极发电集成的柔性随机波浪摩擦纳米发电机,高效率地收集转换波浪能并用于驱动无线传感电路定时发射无线信号。该工作利用二维阵列电极整流芯片集成结构设计将二维多方向运动的随机波浪机械能收集转换为电能输出,在多种随机波浪情况下均能高效率地收集和转换波浪机械能。其结构优势主要体现在:同种随机波浪条件下,柔性摩擦纳米发电机发电输出随着二维阵列电极的阵列数的增加而增加;具有较高阵列数的摩擦纳米发电机在多种随机波浪条件下均可获得较高发电输出。实验室条件下,有效面积为10cm*7cm 的柔性二维阵列集成摩擦纳米发电机发电输出驱动无线信号发射电路板发射无线信号,可实现53秒定时发射一次无线信号,基本满足海洋监测的大范围、近实时、全天候的监测能源需求。该研究提出的柔性摩擦纳米发电机收集波浪能驱动海洋无线传感信号发射,具有质量轻、成本低、环保节能和便于维护等优点,为实现远洋长时间无人监护的网络节点的供电问题和海洋远程自供能无线传感网络系统的实现提供了新的供能方案,具有重要的研究和实践应用价值。相关研究成果发表在近期的ACS Nano上(DOI: 10.1021/acsnano.7b08716)。
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