气固两相流摩擦纳米发电机

粉末气流碰撞即发电

利用气固两相流与固体表面碰撞持续产生直流摩擦电，无需外部供能即可实现自供电道路警示。

Wenpeng, Wang · Wu, Qian · Hanchao, Wang · Wenhao, Chen · Li, Wanting · Zixiang, Wu · 万勇 · 冯雁歌 · 王道爱

Nano Energy 2024

具体参数

短路电流

{'zh': '20', 'en': '20'} µA

输出电压

{'zh': '130', 'en': '130'} V

可点亮 LED 数量

{'zh': '63', 'en': '63'}

粉末直径

{'zh': '30', 'en': '30'} µm

技术优势

连续气流出直流

在连续气流冲击下，短路电流和输出电压呈单向直流峰值特征，无需整流即可直接驱动电子器件。

能点亮一排灯

在最优工况下可输出 130 V 电压和 20 µA 电流，足以点亮 63 个商用 LED，可作为独立电源。

粉末起电看得见

利用高速相机记录粉末气流运动与起电过程，为分析两相流中的接触起电机制提供直接观测手段。

应用场景

• 道路预警：在沙尘天气下无需外部电源即可点亮警示灯，提醒来往车辆。
• 自供电传感器：将粉尘颗粒的碰撞能量直接转化为电信号，实现自供能传感。
• 微纳能源收集：从气固两相流中收集摩擦电能，为微型电子设备供电。
• 工业静电监测：通过输出信号实时反映粉末气流的起电状态，用于工业静电安全监测。