原创 微型发电机将海洋波浪能转化为电能，效率高达117%
这项研究涵盖了摩擦纳米发电机（TENG）架构的进展，包括固-固接触式设计。
科学家们致力于推进将海洋波浪低频机械能转化为电能的技术。他们的研究聚焦于自供电海洋电网、分布式海洋物联网，甚至从海水中提取氢气。为此，中国研究人员开发了多种新一代摩擦纳米发电机（TENG），为海洋区域提供自持式电力解决方案。TENG器件结构具有多样化功能，有力推动了其商业化部署。
提升器件内部输出效能
来自北京纳米能源与系统研究所和广西大学的研究团队提出了六种创新结构设计，重点提升器件内部输出效能及环境适应性。发表于《纳米微快报》的这项研究系统总结了学界在器件结构设计领域的主流趋势。研究人员表示："我们进一步对这些器件在电机驱动、模拟波浪和真实海洋条件下的电性能进行了细致比较，同时评估了其器件耐久性和机械鲁棒性方面的可持续性。"
专项评述TENG结构设计
本综述特别关注用于从波浪和海流中采集"蓝色能源"的TENG设计，充分考虑海洋环境的动态性和恶劣性。研究涵盖了TENG架构的进步，包括优先考虑固-固接触式设计 —— 因其在海洋发电领域的商业潜力而备受关注。综述还聚焦结构优化与混合系统：结构优化探讨通过球形、仿生及混合构型等针对性优化设计实现能量转换效率最大化；混合系统则整合TENG与其他能量采集技术（如电磁发电机），以提升性能并捕获更广谱的能量。
"本文最终勾勒出未来研究路径并探讨了TENG领域面临的挑战，旨在为持续研究提供有价值视角，推动TENG技术的进步与应用。"研究团队表示。
实现超高空间利用率
通过将混沌的海洋运动转化为有序电子流，王宇铇教授带领的研究团队使每个浪涌、每阵海风和每缕阳光都成为可调度电力 —— 开创了海洋成为静默自补给发电厂的新时代。研究人员指出，TENG的优化功能设计可实现超高空间利用率。多层堆叠、折纸折叠和磁悬浮框架等设计使体积功率密度突破600W/m³，较第一代原型提升三个数量级。
高效能量转换的有效策略
研究团队强调，整合TENG、电磁发电机（EMG）、压电发电机（PENG）和太阳能电池的混合发电机系统，已成为实现高效稳定波浪能转换的有效策略。他们发现TENG、EMG和PENG的频率互补耦合可创建全频谱采集系统，在真实波浪环境中实现117%的功率转换效率。球形、十二面体和张拉整体结构能采集六自由度运动，彻底消除方位盲区。
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