上海微系统所等在纳米发电机制造技术研究方面

作者:科技材料

水覆盖了地球表面71%的面积,其中蕴含着大量的机械能。19世纪末以来,水力发电日益普及,矗立于大江大河上的水电站成为人类能源体系中的重要一环。然而,可供利用的蕴含于水中的能量不止于此,雨滴和海浪中都蕴藏着大量未被充分利用的机械能。

上海微系统所等在纳米发电机制造技术研究方面获进展

在这篇由香港城市大学王钻开教授课题组发表于《国家科学评论》的文章中,作者将超润滑液体注入型表面与TENG相结合,设计出了一种基于超润滑界面的液-液摩擦纳米发电机。在低温条件下,SLIPS-TENG的工作效率比既有超疏水固-液界面纳米发电机提高了一个数量级以上。

该研究成果以Toward large-scale fabrication of triboelectric nanogenerator with silk-fibroin patches film via spray-coating process为题发表在Nano Energy上。

超润滑界面-纳米发电机:从雨水和波浪中发电

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香港城市大学王钻开教授为论文通讯作者,香港城市大学与中国科学技术大学联合培养博士研究生徐王淮、华东师范大学周晓峰副教授和香港城市大学高级研究助理郝崇磊为论文共同第一作者,内布拉斯加大学林肯分校曾晓成教授,刘源博士,中国科学技术大学徐晓嵘教授,以及香港城市大学的杨征保助理教授,梁國熙教授,郑焕玺博士生以及严咸通博士生参与此项研究。该工作受到香港重点合作研发基金的支持。

近日,中国科学院上海微系统与信息技术研究所无线传感网事业部副研究员周晓峰和博士研究生刘超然,与香港城市大学副教授王钻开、浙江大学教授车录锋和华东师范大学教授陈少强合作,以具有优良生物兼容性的蚕丝蛋白和高度透明的柔性ITO/PET材料作为摩擦材料,通过简单的气压式喷涂工艺,实现了TENG的批量化制造。所研制TENG的最大输出电压达到213.9 V,其瞬时功率密度达到68.0 mW / m2。通过采集人体简单动作的机械能,转换为电能后可实现点亮白光LED阵列,并且纳米发电机展现出了良好的的透光性。这种纳米发电机在柔性电子、生物兼容医疗、透明能量采集转换领域展现了极大的应用前景。研究表明,这种简单的喷涂工艺可以实现高效率,大规模,高产量和低成本的TENGs制造,为纳米发电机研究的实用化、商业化进程提供了新的技术思路。

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研究工作得到了微系统技术重点实验室创新基金的支持。

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