摩擦納米發(fā)電機簡稱TENG,是一種新型能源收集裝置,基于摩擦起電和靜電感應效應,其能夠將環(huán)境中的微小機械運動(如震動、風能、水波、人體運動等)轉化為電能。
根據(jù)新思界產業(yè)研究中心發(fā)布的
《2025-2029年中國摩擦納米發(fā)電機(TENG)行業(yè)市場深度調研與發(fā)展趨勢預測研究報告》顯示,摩擦納米發(fā)電機具有高效率、低成本、高靈敏度、可伸縮性強、可擴展性好、材料選擇廣等優(yōu)勢,在自供能傳感器、可穿戴設備、智能醫(yī)療、機器人、環(huán)境監(jiān)測、航空安全監(jiān)測等領域具有廣闊應用前景。
傳感器是物聯(lián)網感知層的基礎,目前傳感器在壓力、位移、溫度、振動、電磁場檢測方面應用較成熟,但傳統(tǒng)電阻式、電容式、壓電式等傳感器普遍依賴外部電源,可擴展性與部署靈活性較差,限制了其在遠程、復雜環(huán)境中的應用,壓電與熱電類傳感器雖具備能量自供能力,但能量輸出有限、穩(wěn)定性及耐久性不足。
隨著物聯(lián)網技術發(fā)展、物聯(lián)網設備數(shù)量激增,傳統(tǒng)傳感器供電方式局限性愈發(fā)突出。摩擦納米發(fā)電機輸出信號可直接用于傳感,無需額外供電,解決了傳統(tǒng)傳感器供電方式局限性,應用前景廣闊。
目前全球能源轉型邁入新階段,其中高熵能源具有分配廣、密度低、無序度高、總量大等特點,其利用將是未來智能時代的關鍵課題。摩擦納米發(fā)電機作為新型能源收集裝置,尤其適用于低頻、高熵振動能量收集。自2012年問世以來,摩擦納米發(fā)電機便備受關注,并在材料、器件、系統(tǒng)、電路、應用等方面實現(xiàn)巨大進展。
隨著研究深入,摩擦納米發(fā)電機已開發(fā)出多種工作模式,包括接觸-分離模式、滾動模式、獨立層模式等,其中接觸-分離模式是摩擦納米發(fā)電機多層設計結構中最常見的工作模式,根據(jù)實現(xiàn)方式不同,其又分為彈簧輔助型、柔性基底輔助型、彈簧鋼片輔助型、磁輔助型、TPU(熱塑性聚氨酯)輔助型。
新思界
行業(yè)分析人士表示,我國摩擦納米發(fā)電機研究單位包括中科院北京納米能源研究所、蘇州大學、中科院蘭州化學物理研究所、清華大學等。在產業(yè)化方面,由中科院北京納米能源研究所孵化的北京中科納清科技股份有限公司(中科納清),已成功將摩擦納米發(fā)電技術應用到空氣消毒、凈化等領域,未來中科納清計劃將摩擦電納米技術拓展至水處理、個人防護裝備等領域。
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