微能源，巨能量

Shining

很早以前，人们就发现了“摩擦起电”的现象，如尺子在头皮上摩擦后可吸起碎纸屑。当时的人们一定想不到，在若干年后的今天，这样小小的摩擦也能聚集成供人类使用的能源。

摩擦纳米发电机

摩擦能源的利用有赖于摩擦纳米发电机（Triboelectric Nanogenerator，简称TENG）的发明。它是一种利用材料之间摩擦引起的电荷转移，将机械能转化成电能，实现能量收集和转换的发电设备。

无需充电的手机、永不断电的人工心脏、漂浮在大海上的球形摩擦发电机……TENG技术让未来充满无限可能。

可持续小型移动电源

TENG技术可应用于移动通讯、物联网、传感网络、健康监测、环境保护等领域，具有能量密度高、体积小、重量轻和成本低等特点，有望成为新一代移动电能。

产品1：移动器件充电壳。通过TENG技术，利用环境或人的机械能为便携式电子产品提供能量，人们无需担心手机没电。

产品2：穿戴式动能收集装置。通过对相互接触的材料表面进行纳米科技处理，使其在相互滑动的过程中，电极之间的电荷转移量得到极大提高，从而让输出功率产生质的飞跃。

主动式自驱动传感

如纳米发电衣，这种柔性织物外层镀银，还有硅有机材料（聚二甲硅氧烷）和氧化锌纳米阵列等四层材料覆盖。可收集人体运动摩擦产生的电能，为LED灯、液晶显示屏以及汽车遥控钥匙充电。

产品3：自驱动心脏起搏器。中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士和李舟副教授领导研究小组，将自驱动能源系统植入大鼠体内，成功收集并转化大鼠呼吸运动所产生的能量。研究人员将这些能量以电能的形式储存起来，能驱动外接的心脏起搏器原型机工作。

根据理论计算，大鼠每呼吸5次，即可成功驱动心脏起搏器工作 1次。若应用到人体，就能依靠呼吸驱动心脏起搏器正常工作。

大规模可再生蓝色能源

TENG开创了主动式自驱动传感的新领域。在传感终端无需电源供给的情况下，能通过被测试对象自身的活动来产生电信号，在安保、监控、节能、智能传感和智能皮肤等领域应用前景广阔。

如将传感器贴在胸部、喉咙上，可测量血压和血液的流动状态。再如，将传感器安装在屋内地面上，无人进入时不会开启，一旦有人踩上去，它就能产生信号并启动监视系统，既节能，又节省数据。

产品：高灵敏触碰传感器。能对外界的轻微触碰产生高电压响应，具备极高的灵敏度和极低的探测下限。

TENG技术通过面积规模化，可收集风、雨、海水动能中蕴藏的巨大能量，在风能再利用、海洋监测、国家安全、污水处理和海洋开发等领域有广阔的应用前景，有望成为新能源的重要组成部分。

王中林院士提出利用TENG技术开发蓝色能源，即蕴藏在海洋中的巨大能量。他举了一个例子：三峡大坝的发电能力是20×109瓦，如果TENG技术成熟了，在40000平方公里的海面，利用5米深的水就可产生相当于三峡大坝总电量的能量。在远海，40000平方公里的海面不算大，不会像建设三峡大坝那样需要做大量的移民工作，且对环境和国家安全有积极影响。

产品1：薄膜式发电装置。具有重量轻、体积小、能量密度高的特点，能在二维平面和三维空间中大规模应用。它可利用波浪能量，在不借助任何外部电子元器件的情况下直接输出电能。

产品2：球形纳米发电机。依靠拍打或浮动，将机械能转化为电能，实现能量的收集，还可作为振动和位置传感器。