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摘要
摩擦纳米发电机技术采用非接触式感应电测量方法，在自发电领域和智能传感领域得到了迅速的发展，但摩擦界面间起电原理和电荷转移过程受材料和环境影响，难以精确操控。本文利用气液间断型摩擦纳米发电机(L-S TENG)检测技术对PTFE管内流动介质进行实时监测，分析环境因素和结构参数对输出电特性的影响，揭示液-气-固三相在接触起电和感应电输出过程的作用机理及影响规律。研究发现：对于单电极L-S TENG系统，随着铜电极宽度的增加，开路电压显著增大，宽度从1 mm增至3 mm时，开路电压增长了1.32倍，当宽度增至6 mm时，较最初增长了1.9倍；随着液相温度从1℃升高到55℃时，开路电压呈现先升高后降低的趋势；随着管道老化程度的增加，转移到PTFE管壁的电子数降低，铜电极感应到的电荷数减少，电能转换效率降低；随着湿度的增加，相界面间的内源摩擦电效应减弱，开路电压降低；当环境中有强激光照射时，可以有效激发界面上载流子的能量水平，使系统输出性能和电能转换效率大幅提高。
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单位机电工程学院; 昆明理工大学
