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灌了水的氣球，有很好的彈性和可拉伸特性，構成氣球的PVC材料則具有優(yōu)良摩擦電特性——在科研人員眼中，注水的氣球成了制作發(fā)電機的好材料。

近日，浙江大學(xué)海洋學(xué)院海洋電子與智能系統研究所納米能源研究團隊，利用氣球制成了可用于收集波浪能的多倍頻高性能摩擦納米發(fā)電機。研究成果已發(fā)表于國際著(zhù)名期刊《先進(jìn)能源材料》。

據了解，由浙江大學(xué)徐志偉教授領(lǐng)銜的研究團隊制備的這一多倍頻高性能摩擦納米發(fā)電機，由一個(gè)方形盒和一個(gè)水氣球兩部分構成：方形盒內壁上覆蓋一層導電銅箔，導電銅箔表面粘一層尼龍薄膜，將導線(xiàn)放入注有氯化鈉水溶液的氣球，再將制作好的水氣球放到方形盒中，這臺發(fā)電機即可投入使用。

“根據摩擦起電原理，當氣球和尼龍薄膜相互碰撞摩擦時(shí)，兩種薄膜的表面會(huì )帶上等量的異種電荷。當兩種薄膜做接觸—分離運動(dòng)時(shí)，氣球中的氯化鈉溶液和導電銅箔就會(huì )感應出等量異種電荷，這時(shí)連接兩個(gè)電極的電路中就會(huì )產(chǎn)生交變電流。”項目執行人夏克泉解釋說(shuō)。

據介紹，由于水氣球具有一定的彈性和可拉伸性，因此即便受到低頻率的外力作用，也會(huì )和尼龍薄膜不斷碰撞摩擦，并在表面不斷積累電荷直到達到飽和，進(jìn)而產(chǎn)生多倍頻的輸出電流。根據實(shí)驗測試，在1.5赫茲的工作頻率下，這款發(fā)電機短路電流的瞬時(shí)峰值可以達到147微安，開(kāi)路電壓的瞬時(shí)峰值可以達到1221伏。

值得一提的是，這一多倍頻高性能摩擦納米發(fā)電機可收集任意方向的機械能，在海洋能收集方面具有廣闊前景。相同條件下，它在一個(gè)工作周期內的總轉移電荷是傳統摩擦納米發(fā)電機的28倍。(洪恒飛 柯溢能記者江耘)