
(一)摩擦起电的原理
因此,摩擦起电的实质是电荷的转移。
(二)为什么目前没有采用摩擦起电来发电
摩擦起电所产生的电压虽然很高,但由于电量极小,一般不会形成较大的持续电流。有电压,没电流,就没功率,这也是制造摩擦发电机的关键所在,即如何提高电流输出。
(三)利用摩擦起电进行发电的尝试
国内外的研究人员对利用摩擦起电进行发电进行了很多尝试。
① 圆盘式静电感应起电机
1882年,英国维姆胡斯创造了圆盘式静电感应起电机。这种起电机所带的电虽然电压高达几万伏,但电流却极小,一般仅几个微安,至今仍用于电学演示实验。
②旋转式直流摩擦纳米发电机
中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士领导的研究小组最近研制了旋转式直流摩擦纳米发电机,用于对旋转机械能的有效收集,首次实现了恒定电流的输出,相关论文《Rotating-Disk-Based Direct-Current Triboelectric Nanogenerator》于2014年3月2日在线发表于《先进能源材料》(
)。
摩擦纳米发电机的原理基于摩擦起电和静电感应现象,在周期性的机械能输入下,其直接输出为交流电,需要外接整流桥后才能给电子器件供电。
左图为旋转式直流摩擦纳米发电机的结构示意图
右上图为不同转速下旋转式直流摩擦纳米发电机输出的电流密度图
右下图为旋转式直流摩擦纳米发电机直接点亮38个LED灯的照片
参考资料:
[1]Zhang C, Zhou T, Tang W, et al. Rotating‐Disk‐Based Direct‐Current Triboelectric Nanogenerator[J]. Advanced Energy Materials, 2014.
[2]摩擦起电_百度百科
