R88M-W4K010H-BS2摩擦起电效应,是自然界中最常见的现象之一,它是由两种不同材料经过相互摩擦而使其接触表面带电的现象。相互接触的两块薄片,本来二者表面都不带电,但是在接触之后,由于材料不同,其性能也不同,一个容易失电子,一个容易得电子,由此就导致两种材料经过接触后一方带正电,一方带负电。这就是我们一般所认识的摩擦起电现象。这种现象虽然普遍,但是除了在电学实验中被用于形成高压电场之外,一直无法被有效利用来作为功率源。
3月下旬,关于“摩擦发电机”的报道引发广泛关注。消息选自2012年1月以来,中科院北京纳米能源与系统研究所首席科学家王中林科研团队设计出一系列摩擦发电机。
R88M-W4K010H-BS2在两个薄片通过接触摩擦表面带电之后,再将这两个薄片表面分离,由于物体有保持电中性的倾向,因此通过电极层将这两个薄片与外电路连接,电子就会通过外电路在两个电极层之间流动,从而形成电流——依据这一原理,发电机可以将自然界中的微风、水流,甚至人体运动的机械能转化为电能。这种新型的摩擦发电机在保证发电效率的同时还成本低廉。
摩擦发电机可与传统发电机进行互补发电
摩擦发电机和传统的“电磁感应式发电机”、“摩擦起电机”不同,摩擦发电机的核心在于两个重要的思路创新,一是摩擦起电和静电感应效应的耦合,二是薄层式电极的设计。记者了解到,因为采用了仅有微米级厚度的薄膜材料,整个器件可以具有柔软甚至透明的特性。
R88M-W4K010H-BS2虽然最初摩擦发电机的输出电流和功率并不理想,但是在王中林团队的努力下,经过两年时间,该问题已经被成功克服。研究人员发现,摩擦发电机的两个工作部件在相互滑动的过程中,电极之间的电荷转移量可以通过材料表面有序图案化得到极大提高,并和图案密度呈准线性关系。
因此,他们设计出一种图案化阵列结构,使摩擦发电机的输出功率产生了质的飞跃。最新的摩擦发电装置由平面化的圆形定子和转子两部分组成,采用表面图案化的摩擦层和电极层,通过旋转式接触的驱动设计实现了1.5W的平均输出功率,获得了高达24%—50%的能量转化率。
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