液滴发电机的新充电模式及影响因素

作者：夏雨晨; 周致富^*; 宋德培; 黄羿珲; 高雨轩; 陈斌

来源：科学通报, 2021, 66(34): 4477-4484.

• 摩擦起电
• 液滴发电机
• 聚四氟乙烯薄膜
• 新充电模式

基于液滴撞击摩擦起电效应的液滴发电机(droplet-based electricity generator, DEG)可以将雨水等液滴的机械能转换成电能.近年来,其因具有广泛的应用前景而受到密切关注.但是,目前DEG仍存在带电荷能力与输出电压上限较低等问题.本文发现了一种适用于DEG的新充电模式,即在通过液滴撞击聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene, PTFE)薄膜进行充电的基础上,对PTFE薄膜表面附加往复摩擦,以对其进行预充电.相比单纯的液滴撞击充电,新充电模式可以使DEG的输出电压提高约2.3倍,进而可以匹配高压用电环境.本文研究了摩擦工具、液滴下落频率与高度以及停止工作时长这4种因素对DEG发电效果的影响规律.研究结果可为提高DEG发电效果提供新思路与新方法.

• 单位
  西安交通大学; 动力工程多相流国家重点实验室