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新聞網(wǎng)訊 針對(duì)現(xiàn)有直流摩擦電納米發(fā)電機(jī)存在的問(wèn)題，我校龍?jiān)茲山淌趫F(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種基于電荷泵和空氣電離的新型滾動(dòng)模式的直流摩擦電納米發(fā)電機(jī)。該工作最近以題為High-voltage direct current triboelectric nanogenerator based on charge pump and air ionization used directly for electrospinning發(fā)表在國(guó)際知名期刊Nano Energy上（https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107599）。論文第一作者是我院碩士研究生孫德俊和博士研究生宋威志，論文通訊作者是我院青年教師張俊和龍?jiān)茲山淌凇?/p>

據(jù)悉，基于電荷泵和空氣電離的新型滾動(dòng)模式的直流摩擦電納米發(fā)電機(jī)由三種具有不同電負(fù)性的摩擦電材料和金屬電極組成。摩擦層為亞克力輥、聚四氟乙烯輥和橡膠帶，電極為尖銳的金屬。整個(gè)系統(tǒng)使用接觸帶電來(lái)產(chǎn)生和積累靜電荷。在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，皮帶不斷地將電子從亞克力輥轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯輥，使兩個(gè)輥?zhàn)臃e累正電荷和負(fù)電荷。滾筒與電極之間的高壓電離空氣并將高壓傳輸?shù)诫姌O，使電子在外電路中始終單向流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)直流輸出。這種工作方式利用滾動(dòng)摩擦產(chǎn)生電荷，大大降低了摩擦損失，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。基于滾動(dòng)模式的新型直流摩擦納米發(fā)電機(jī)無(wú)需整流器即可成功獲得高壓直流輸出（電壓可高達(dá)8 kV，短路電流5 μA），并成功用作靜電紡絲的高壓電源制備了聚偏二氟乙烯、聚乳酸、聚丙烯腈和尼龍6等納米纖維膜。直流摩擦電納米發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的靜電紡絲系統(tǒng)可與商業(yè)化靜電紡絲裝置相媲美。這給靜電紡絲技術(shù)帶來(lái)了新的方向和突破，特別是在沒(méi)有市電供應(yīng)的野外。此外，通過(guò)調(diào)節(jié)直流摩擦納米發(fā)電機(jī)的速度可調(diào)控電源的輸出功率從而向普通電子設(shè)備供電。例如，該發(fā)電機(jī)可直接點(diǎn)亮4000個(gè)發(fā)光二極管、給330 μF的電容器充電、讓濕度計(jì)正常工作。該納米發(fā)電機(jī)可作為穩(wěn)定的高壓電源，為物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代分散型微型電子設(shè)備和傳感器供電。