摩擦离子纳米发电机

电荷密度破纪录

利用摩擦电诱导极化，增强双电层电荷迁移，实现远超传统技术的能量转换效率。

Li, Xiang · Yu, Wei · Xiang, Gao · 张忠强 · 王中林 · Wei, Di

Joule 2025

参数信息

转移电荷密度（EP-TING）

2,347.12 mC/m²

转移电荷密度（ES-TING）

5,237.51 mC/m²

技术优势

电荷密度破纪录

通过摩擦电诱导极化调控双电层电荷迁移，增强物理吸附的摩擦离子纳米发电机（EP-TING）转移电荷密度达到 2,347.12 mC/m²，远超传统基于双电层的技术。

氧化还原再度提升

在摩擦离子调控基础上引入氧化还原反应，协同增强策略的纳米发电机（ES-TING）将电荷密度提升至 5,237.51 mC/m²，实现能量转换效率的显著突破。

水下传输抗干扰

基于 EP-TING/ES-TING 的仿生神经电路实现了高便携、抗干扰的水下传输系统，以极低能耗有效应对声学多径干扰、环境噪声和严重信号衰减。

应用场景

• 纳米发电机：提供基于双电层调控的高电荷密度能量收集核心，替代传统低效摩擦纳米发电机。
• 微纳能源：以 5,237.51 mC/m² 的电荷密度实现微纳尺度高效能量转换，提升能量收集效率。
• 可穿戴设备供电：高电荷密度与便携设计为可穿戴设备提供持续能量，减少频繁充电或更换电池。
• 物联网传感器供能：利用摩擦离子效应为物联网传感器供电，支持免维护部署和长期稳定运行。