张洋恺 李永琪 刘开萱 冯旭东

（南京工程学院环境工程学院，江苏 南京 211167）

1 概述

高效的能量转换和存储在我们的现代生活中起着至关重要的作用。科学界一直致力于研究如何能够实现高效的转换能量和存储[1]。在过去的几十年，尤其新世纪以后，信息技术的迅速发展使世界发生了巨大的变化，引起了对方便携带的特殊定制电池作为电源的需求[2]。虽然现代电池诸如燃料电池和锂离子电池等的发展也非常的迅速[3]，但由于分布广泛且循环寿命短、对环境存在污染等问题。因此，开发高效、清洁和可持续的可再生能源迫在眉睫，十分有必要。摩擦电纳米发电机（TENGs）由王中林院士在2012年发明的一种新型技术，通过摩擦起电和静电感应效应的结合[1]，它可以利用风、振动、水流、人体运动等引起的周围环境机械能，进行能量转换，从而为智能电子设备提供清洁的电能。TENG不仅是出色的能量收集器，而且还是自供电的有源传感器，因为通过输出的电信号可以显示出详细的机械运动频率与运动方式。使用TENG，可以准确有效地感测震动、风速、心跳、触觉，运动健康和环境监测等专业将从中受益匪浅。

TENG具有天然的提供高压的能力[4]。与太阳能，热电和压电设备等其它能量收集器相比，TENG具有超低电容，可以实现更高的输出电压。与通常笨重且难以集成到智能系统中的传统高压电源相比，TENG可以制造得非常薄，可连接且灵活，可以与其他电子或机械组件组合使用，甚至直接定制到传感器内部。……