Janus结构摩擦-湿气混合能量收集器

一片双能 水火不侵

受叶片双表皮启发的双层结构，将摩擦发电与湿气发电集成于一体，兼具阻燃与高湿环境持续输出能力。

Liang, Wei · Rui, Gu · Yixuan, Fu · Huo, Ziwei · 刘超 · Yang, Jiahong · Siqi, Sun · Liu, Yang · Sun Q. · Dong-Hwan, Kim · 王中林

Advanced Energy Materials 2026

具体参数

输出电压

{'zh': '16.1', 'en': '16.1'} V

功率密度

{'zh': '0.9', 'en': '0.9'} µW·cm⁻²

输出电压

{'zh': '19.45', 'en': '19.45'} V

功率密度

{'zh': '17.1', 'en': '17.1'} µW·cm⁻²

输出电压

{'zh': '697', 'en': '697'} mV

功率密度

{'zh': '0.68', 'en': '0.68'} µW·cm⁻²

技术优势

水火不侵

上层摩擦电层采用二氧化硅基阻燃疏水材料，从结构上杜绝易燃风险，高湿环境也不短路。

一机多能

上层摩擦电层可收集接触-分离和固-液接触两种机械能，下层湿气发电层从环境湿度中持续取电，三种模式互补。

高湿也能用

碳基气凝胶湿气发电层在极高湿度下仍能稳定输出697 mV，不会像传统摩擦电器件那样因吸湿失效。

应用场景

• 自供能传感器：直接贴附在设备表面，利用环境振动和湿度自供电，免电池、免布线。
• 低功耗物联网设备：将日常微小机械动作和空气湿度转为电能，驱动物联网边缘节点持续工作。
• 智慧农业温室通风：收集温室内的气流和湿气能量，自驱动通风系统，减少外接电源依赖。
• 智能应急系统：利用人体动能或洒水动作触发高电压信号，替代备用电池发送遇险呼叫。