管式体效应气液混合纳米发电机

体效应输出提升5.3倍

通过体效应取代界面效应，在气液两相流中实现电压与电流数量级的同步提升，直接驱动数百个LED。

Dong-Dong, Yang · 王楠男 · 杨笛 · 常素萍 · 卢文龙

Advanced Science 2025

参数信息

瞬时输出电压

1530 V

瞬时转移电荷量

0.33 µC

瞬时功率密度

18.67 kW m⁻³

可点亮LED数量

640

技术优势

输出提升5.3倍

体效应让整个流体体积参与摩擦起电，输出电压从界面效应的数百伏提升到1530 V。

电流提升9.6倍

电流达到112 µA，是常规界面效应器件的9.6倍，足以直接驱动数百个LED。

直接点亮640个LED

单个器件瞬时功率输出18.67 kW m⁻³，无需外部电源即可点亮640个LED。

应用场景

• 摩擦纳米发电机：用体效应取代界面效应，突破输出功率密度瓶颈。
• 自供能流动传感：利用气液两相流自身能量供电，实现流动参数自供能监测。
• 微纳水流能量收集：从微小体积水滴/气流中高效提取能量，输出足以驱动电子器件。
• 微流控系统供能：可直接为微流控芯片或传感器节点提供电源，无需电池。