摩擦纳米发电机
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摩擦纳米发电机(TENG) Triboelectric Nanogenerators
纳米发电机简介
纳米发电机是一种新型的自供电装置。它能够从环境中 直接收集微小能量变化并将其转化为电能。它不仅是一 种能量收集方式，更是一种新的发电终端。
王中林——华裔美籍物理学博士，美国佐治亚理工学院 终身教授，纳米材料科学与技术中心主任，西安电子科 技大学荣誉教授，中国科学院外籍院士
Kapton和PET膜表面结构的原子 力显微镜(AFM)照片，说明其具 有不同的粗糙度
研究表面粗糙度对电能输出的影响
结果表明，用细砂纸打磨后的 聚合物膜组装好的器件其电能 输出相比于未打磨的器件有所 提高。这表明适当增加表面粗 糙度，会增大摩擦起电的效果
TENG优点
制备工艺简单，制备价格低廉，利于大规模生产
收集能量种类繁多，如人体机械能，齿轮转动动能， 海水运动波动能等只要引发摩擦的能量，就能被收 集
更容易组合成多级纳米发电机，提高输出电压
与其他种类纳米发电机集成，能够同时收集多种能 量。
TENG的应用
自驱动系统 作为独立的电源来驱动电子器件和系统
驱动个人电子产品 收集日常生活中人体产生的大量的机械能，用 TENG将这些机械能转换成电能来给手机，笔记本 电脑等个人移动产品充电
主压强传感器 对于外界压强变化引起的运动和振动，TENG能够 有效的输出电能。因此TENG可以用作主动传感器 来探微小的压强变化，并能达到很高的灵敏度，且 不依赖外界电源
谢谢
如此周期性地施加机械形变将会持续产生交流电流信号
பைடு நூலகம்
材料
聚酰亚胺kapton薄膜叠放在聚对笨 二甲酸乙二醇酯PET基底上。该结构顶 部和底部两个表面通过真空溅射法分 别镀有Au或Au—Pd合金电极层，厚度 为100nm左右。
金属电极层作用：a.通过静电感应的 方式会生成电性相反的移动电荷;b.作 为器件的正负输出电极直接与外电路 相连
摩擦纳米发电机原理
1.原始状态下，两种材料有 一定的空隙。 2.当外加施加压力或弯曲力 时，两种材料相互摩擦，发 生电荷转移，形成摩擦电荷 3.形变力释放后，两个表面 自动分开，由于中间夹杂空 气层，两面上电荷不能完全 中和，形成电势差。 4，为平衡这个电势，通过 静电感应在北部电极板上感 应出相反电性的电荷。外部 电路会形成瞬间电流 5.再次施加压力，摩擦电荷 产生的电势不断降低，感应 电荷通过外电路沿相反方向 流动，直至两材料重新接触， 电流归零
2006年，王中林成功地研制出世界上最小的发电机— —纳米发电机。该成果发表在当年出版的《science》杂 志上，并入选中国两院院士评选的“2006年国际十大科 技进展新闻”
纳米发电机3种典型的技术路径
压电式纳米发电机
热释电式纳米发电机
摩擦纳米发电机 摩擦纳米发电机是利用摩擦电效应和静 电感应相结合原理收集环境机械能产生 电能的器件
纳米发电机简介
纳米发电机是一种新型的自供电装置。它能够从环境中 直接收集微小能量变化并将其转化为电能。它不仅是一 种能量收集方式，更是一种新的发电终端。
王中林——华裔美籍物理学博士，美国佐治亚理工学院 终身教授，纳米材料科学与技术中心主任，西安电子科 技大学荣誉教授，中国科学院外籍院士
Kapton和PET膜表面结构的原子 力显微镜(AFM)照片，说明其具 有不同的粗糙度
研究表面粗糙度对电能输出的影响
结果表明，用细砂纸打磨后的 聚合物膜组装好的器件其电能 输出相比于未打磨的器件有所 提高。这表明适当增加表面粗 糙度，会增大摩擦起电的效果
TENG优点
制备工艺简单，制备价格低廉，利于大规模生产
收集能量种类繁多，如人体机械能，齿轮转动动能， 海水运动波动能等只要引发摩擦的能量，就能被收 集
更容易组合成多级纳米发电机，提高输出电压
与其他种类纳米发电机集成，能够同时收集多种能 量。
TENG的应用
自驱动系统 作为独立的电源来驱动电子器件和系统
驱动个人电子产品 收集日常生活中人体产生的大量的机械能，用 TENG将这些机械能转换成电能来给手机，笔记本 电脑等个人移动产品充电
主压强传感器 对于外界压强变化引起的运动和振动，TENG能够 有效的输出电能。因此TENG可以用作主动传感器 来探微小的压强变化，并能达到很高的灵敏度，且 不依赖外界电源
谢谢
如此周期性地施加机械形变将会持续产生交流电流信号
பைடு நூலகம்
材料
聚酰亚胺kapton薄膜叠放在聚对笨 二甲酸乙二醇酯PET基底上。该结构顶 部和底部两个表面通过真空溅射法分 别镀有Au或Au—Pd合金电极层，厚度 为100nm左右。
金属电极层作用：a.通过静电感应的 方式会生成电性相反的移动电荷;b.作 为器件的正负输出电极直接与外电路 相连
摩擦纳米发电机原理
1.原始状态下，两种材料有 一定的空隙。 2.当外加施加压力或弯曲力 时，两种材料相互摩擦，发 生电荷转移，形成摩擦电荷 3.形变力释放后，两个表面 自动分开，由于中间夹杂空 气层，两面上电荷不能完全 中和，形成电势差。 4，为平衡这个电势，通过 静电感应在北部电极板上感 应出相反电性的电荷。外部 电路会形成瞬间电流 5.再次施加压力，摩擦电荷 产生的电势不断降低，感应 电荷通过外电路沿相反方向 流动，直至两材料重新接触， 电流归零
2006年，王中林成功地研制出世界上最小的发电机— —纳米发电机。该成果发表在当年出版的《science》杂 志上，并入选中国两院院士评选的“2006年国际十大科 技进展新闻”
纳米发电机3种典型的技术路径
压电式纳米发电机
热释电式纳米发电机
摩擦纳米发电机 摩擦纳米发电机是利用摩擦电效应和静 电感应相结合原理收集环境机械能产生 电能的器件