隨著社會的進步和科技的發(fā)展，可穿戴設(shè)備和移動電子產(chǎn)品已經(jīng)漸漸融入我們的生活，成為我們生活中密不可分的一部分。廣泛應(yīng)用在醫(yī)療，健康，運動檢測，移動通信等領(lǐng)域。在影響著我們的同時，也給我們的生活帶來了極大的便利，這些可穿戴設(shè)備和移動電子產(chǎn)品通常由電池驅(qū)動?？紤]到目前電池的研發(fā)情況，使用一次電池，能源有限，終將耗盡，即使是使用二次電池，也因為需要重復(fù)充電，可穿戴設(shè)備和移動電子產(chǎn)品的使用范圍和使用壽命都會因此受到了一定的限制，無法應(yīng)對停電或在野外等無法重復(fù)充電的情況。

利用機械能來產(chǎn)生電能一直是解決用電裝置供能問題的良好思路，基于這樣的思考，人們研發(fā)了各種力電轉(zhuǎn)換裝置，其中典型的代表有電磁發(fā)電機，壓電納米發(fā)電機和摩擦納米發(fā)電機。在收集機械能的方式和過程中，這三種發(fā)電機具備各自不同的特點，如果能找到一種將三種發(fā)電機復(fù)合起來的方法，將大大提高機械能收集的效率和適用范圍。

中科院北京納米能源與系統(tǒng)研究所李舟課題組完成了一種基于三合一復(fù)合式發(fā)電機的自充電通用式供能模塊的研制工作北京發(fā)電機###http://www.1688baifa.com。利用這種自充電通用式供能模塊可以實現(xiàn)為多種設(shè)備或系統(tǒng)供能的目的。在自驅(qū)動GPS定位系統(tǒng)中，通過收集被試者10分鐘慢跑產(chǎn)生的機械能，自充電通用式供能模塊可以將GPS中的電池充電至3.2 V，這些能量可以驅(qū)動GPS工作半個多小時以上并完成定位，顯示出其作為應(yīng)急電源的巨大潛力。同時，自充電通用式供能模塊還可以通過串聯(lián)不同的數(shù)量來適配多種移動電子設(shè)備，成功驅(qū)動了商用計算器，手機和小型電風(fēng)扇，展示了其作為供能模塊的強大通用性。由于自充電通用式供能模塊是基于一種三合一復(fù)合式發(fā)電機來實現(xiàn)機械能收集的，這一設(shè)計充分提升了輸出性能，其功率密度可以達到3200 W/m3，與類似的工作比較，其輸出提升了若干倍。同時，利用復(fù)合式發(fā)電機還可以兼?zhèn)涓鞣N發(fā)電機的優(yōu)勢，增加了機械能收集時不同條件下的適用范圍。另一方面，自充電通用式供能模塊的尺寸嚴格按照五號電池的規(guī)格來設(shè)計，使得其可以作為五號電池的備用方案，應(yīng)用于所有五號電池的應(yīng)用場景，極大的增加了其作為一種供能模塊的通用性。

圖1. 自充電通用式供能模塊用于運動能量收集。自充電通用式供能模塊設(shè)計簡單，高度集成，可以很方便的組裝成不同數(shù)量的模組以收集不同規(guī)模的機械能，適配不同規(guī)格的用電器。

相關(guān)研究成果以A Battery-like Self-charge Universal Module for Motional Energy Harvest北京發(fā)電機###http://www.1688baifa.com為題目發(fā)表在最新一期的國際著名學(xué)術(shù)期刊Advanced Energy Materials上。博士生談溥川、助理研究員鄭強和博士生鄒洋為并列第一作者；李舟研究員為通訊作者。該項工作得到了科技部國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院大學(xué)以及國家萬人計劃青年拔尖人才的經(jīng)費支持。

來源 北京納米能源所

論文鏈接

北京發(fā)電機加油規(guī)定

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201901875

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