近日,我校物理与电子信息学院欧志强课题组在国际顶级刊《Advanced Functional Materials》(中科院一区 Top 期刊,影响因子:19.0)发表了题为“Amplitude-Amplified Triboelectric Nanogenerators Enabled by Fluid-Structure Coupling for Efficient Ocean Wave Energy Conversion”的论文。该工作与瑞典吕勒奥工业大学史以俊教授课题组和中国科学院北京纳米能源与系统研究所陈宝东研究员课题组合作,内蒙古师范大学物理与电子信息学院副教授欧志强为论文第一通讯作者,硕士研究生赵子龙为第一作者,内蒙古师范大学为第一完成单位。
海洋中蕴含着丰富而广泛分布的波浪能资源,但实际环境中的海浪往往具有低频、低幅和不稳定等特点,导致传统能量采集装置在实际应用中面临共振难触发、结构响应不足、输出性能受限等问题。特别是对于摩擦纳米发电机而言,如何在弱激励条件下实现有效机械响应与电输出提升,一直是该领域亟待突破的重要科学与技术难题。
针对上述问题,研究团队结合流体激励、结构响应与摩擦电转换机理,提出了AA-TENG 新型结构设计。该设计通过引入振幅放大机制,增强了装置在低频波浪环境下的动力学响应能力,使系统能够在较弱波浪激励下获得更显著的运动位移和更高效的能量转换表现。研究表明,该结构能够有效突破传统装置在弱波条件下响应不足的限制,为提升海洋波浪能利用效率提供了新的技术路径。
该成果不仅在结构设计与机理研究上具有一定创新性,也为海洋自驱动传感系统、海上分布式监测节点、环境检测设备以及微功耗电子器件供能提供了重要参考。未来,该研究有望进一步服务于海洋环境监测、浮标平台供能、海上预警系统和智能海洋装备等领域,推动蓝色能源高值化利用与海洋智能感知技术发展。该成果依托我校物理与电子信息学院凝聚态物理重点实验室及中国科学院北京纳米能源与系统研究所完成。
论文链接:http://doi.org/10.1002/adfm.75096
来源:物理与电子信息学院
编辑:燕书羽 初审:刘燕荣 复审:云桦 终审:王志强