高压直流准三伏发电机

输出电压 2324 V

基于绝缘体的准三伏发电机，利用摩擦偏压大幅提升界面电场与电荷提取效率，实现超高压直流输出。

Zhang, Xuemei · Dahu, Ren · Wu, Huiyuan · 王健 · Li, Xiaochuan · Yang, Huake · Li, Qianying · Yang, Qianxi · Jinrong, Zhu · 奚伊

Energy and Environmental Sciences 2024

参数信息

直流输出电压

~2324 V

平均功率

~11.2 mW

峰值因子

~1.0204

性能保持率

~97.8 %

技术优势

电压飙升 16.8 倍

相较此前厘米级 TVNG，借助高度导电绝缘体的弱电荷约束与高介电驻极体上的强摩擦偏压，实现电荷的高效定向沉积与提取，直流输出电压达到约 2324 V。

输出稳定不漂移

通过增加电荷沉积和抑制电荷复合的协同策略，有效提升电荷提取效率，器件峰值因子低至约 1.0204，直流输出波形接近平稳。

循环寿命持久

器件在 72,000 次循环后仍保持约 97.8% 的性能，展现出优异的耐久性，适合长期自供电应用。

应用场景

• 自供电传感器：高压直流输出可直接驱动传感器节点，免去电池更换。
• 微纳能源收集：收集微幅机械振动，连续产生高压直流电。
• 物联网供电：为物联网设备提供自供电，实现免维护部署。
• 可再生电力系统：将摩擦能转化为可再生直流电，补充电网或离网系统。