摩擦纳米发电机简称TENG,是一种新型能源收集装置,基于摩擦起电和静电感应效应,其能够将环境中的微小机械运动(如震动、风能、水波、人体运动等)转化为电能。
根据新思界产业研究中心发布的
《2025-2029年中国摩擦纳米发电机(TENG)行业市场深度调研与发展趋势预测研究报告》显示,摩擦纳米发电机具有高效率、低成本、高灵敏度、可伸缩性强、可扩展性好、材料选择广等优势,在自供能传感器、可穿戴设备、智能医疗、机器人、环境监测、航空安全监测等领域具有广阔应用前景。
传感器是物联网感知层的基础,目前传感器在压力、位移、温度、振动、电磁场检测方面应用较成熟,但传统电阻式、电容式、压电式等传感器普遍依赖外部电源,可扩展性与部署灵活性较差,限制了其在远程、复杂环境中的应用,压电与热电类传感器虽具备能量自供能力,但能量输出有限、稳定性及耐久性不足。
随着物联网技术发展、物联网设备数量激增,传统传感器供电方式局限性愈发突出。摩擦纳米发电机输出信号可直接用于传感,无需额外供电,解决了传统传感器供电方式局限性,应用前景广阔。
目前全球能源转型迈入新阶段,其中高熵能源具有分配广、密度低、无序度高、总量大等特点,其利用将是未来智能时代的关键课题。摩擦纳米发电机作为新型能源收集装置,尤其适用于低频、高熵振动能量收集。自2012年问世以来,摩擦纳米发电机便备受关注,并在材料、器件、系统、电路、应用等方面实现巨大进展。
随着研究深入,摩擦纳米发电机已开发出多种工作模式,包括接触-分离模式、滚动模式、独立层模式等,其中接触-分离模式是摩擦纳米发电机多层设计结构中最常见的工作模式,根据实现方式不同,其又分为弹簧辅助型、柔性基底辅助型、弹簧钢片辅助型、磁辅助型、TPU(热塑性聚氨酯)辅助型。
新思界
行业分析人士表示,我国摩擦纳米发电机研究单位包括中科院北京纳米能源研究所、苏州大学、中科院兰州化学物理研究所、清华大学等。在产业化方面,由中科院北京纳米能源研究所孵化的北京中科纳清科技股份有限公司(中科纳清),已成功将摩擦纳米发电技术应用到空气消毒、净化等领域,未来中科纳清计划将摩擦电纳米技术拓展至水处理、个人防护装备等领域。
关键字: