重庆大学胡陈果教授团队突破TENG能量转换瓶颈，实现高效能量存储与稳压

重庆大学胡陈果教授团队突破TENG能量转换瓶颈，实现高效能量存储与稳压

近日，重庆大学物理学院胡陈果教授团队在《Nature Communications》期刊上发表重要研究成果，提出了一种摩擦纳米发电机（TENG）高效能量提取和能量存储的创新策略。这一突破性进展有望为TENG的产业化应用开辟新路径。

近年来，摩擦纳米发电机（TENG）作为新型能源技术备受关注。它基于材料之间的摩擦生电和静电感应效应，能够将环境中的低频机械能高效转化为电能。然而，TENG的高内阻特性（兆欧至G欧级别）成为其实际应用的主要障碍。当TENG直接为低阻抗电子设备（通常为千欧级别）供电时，能量利用效率极低。尽管研究人员尝试了多种能量管理策略，如变压器、开关电容、Buck转换器等，但仍面临能量利用效率低、输出规整方案欠缺等问题。

胡陈果教授团队针对上述挑战，提出了一种创新性的能量管理及存储策略。研究团队发现，在能量传递过程中，开关操作会带来显著的电压损耗和电荷损耗。为解决这一问题，他们引入了TENG输出特性自我管理和气压调控策略，实现了能量转换效率的显著提升。

更进一步，研究团队通过系统性电路分析与搭建，开发出一个具有能量存储和稳压双重功能的TENG电源系统。这一设计的核心优势在于，它能够在非规律机械能驱动下，为电子设备提供稳定且持续的电力供应。

这一突破性研究不仅揭示了TENG与能量管理电路之间更精细的能量传递机制，更重要的是，它成功解决了如何将不稳定机械能转换为稳定可用的电能这一技术难题。该成果为TENG的后续能量管理发展提供了坚实的理论基础和技术支持。

胡陈果教授团队的这一创新成果，为TENG技术的产业化应用铺平了道路。未来，该技术有望在多个领域展现广阔的应用前景：

1. 可穿戴设备：为智能手表、健康监测设备等提供持续稳定的电力供应
2. 物联网：实现环境能量的高效收集，为传感器网络提供能源
3. 医疗植入设备：开发自供电的医疗监测和治疗系统
4. 环境监测：应用于温度、湿度等环境参数的长期监测系统

这一研究成果得到了国家自然科学基金的支持，充分展示了我国在新能源技术领域的科研实力和创新能力。随着研究的深入和应用的拓展，摩擦纳米发电机有望在不久的将来为我们的生活带来更多惊喜。