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基于摩擦纳米发电机的波浪能发电技术研究进展

2022-07-08钟英豪梅纳尔多

海洋技术学报 2022年3期
关键词:发电机

钟英豪,严 谨,梅纳尔多,魏 斌

(1.广东海洋大学机械与动力工程学院,广东 湛江 524088;2.广东海洋大学海洋工程学院,广东湛江 524088;3.广东海洋大学电子与信息工程学院,广东 湛江 524088)

为解决使用传统化石能源带来的环境污染、全球气候变暖、能源枯竭等一系列问题,开发绿色能源、扩大新型能源供给已成为世界共同目标[1]。海洋可再生能源由于自身绿色、低碳、清洁等特性成为人们利用发展的新对象,充分利用海洋可再生能源不仅能解决环境污染等问题,也可为深远海发展、增强国防力量和海洋强国建设提供强有力的支撑[2]。众多海洋可再生能源中,波浪能由于其储量丰富、能量密度高、环境影响小、高品位及广泛分布等特点[3],成为海洋可再生能源研究和发展的焦点。传统波浪能发电技术由于维护成本高、转换效率低和转换过程繁杂等缺点使其应用范围受限[4-5]。而基于摩擦纳米发电机(Triboelectric Nanog enerator,TENG)的新型波浪能发电技术因成本低廉、结构简单和易制造等优点受到重点关注。本文介绍了基于TENG 的新型波浪能发电技术基本原理、工作模式,以及当今TENG 在波浪能发电领域研究现状,最后总结了该技术目前存在问题与挑战,并根据当前一些实例提出未来研究趋势。

1 摩擦纳米发电机基本原理

2012 年,佐治亚理工学院王中林教授等人提出摩擦纳米发电机(TENG),通过结合摩擦起电和静电感应将机械能转化为电能[6-7]。由于TENG 具有低成本、易制造、高功率密度、材料选择范围广、可作为自供能传感器等诸多优点,利用TENG 进行能量采集及自供能监测的研究者越来越多[8-11]。……

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