欧洲研究团队开发基于纳米多孔硅与水的摩擦纳米发电机
2025-10-23 11:26
来源:汉堡工业大学
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一个由汉堡工业大学和德国电子同步加速器DESY主导的欧洲研究团队,成功开发出一种将机械能转化为电能的新方法。该技术利用水在纳米级硅孔隙中的循环运动来发电,为可持续能源提供了新的可能性。硅孔隙中仅通过压力和水引起的摩擦即可产生电能。该技术适用于承受高机械压力的区域,例如车辆减震器。

这项发表在《纳米能源》杂志上的研究显示,当水在纳米多孔硅材料中被反复压入和挤出时,会在固液界面产生电荷。该系统被称为“侵入-挤压摩擦纳米发电机”,其工作原理类似于日常生活中因摩擦生电而产生的静电现象。研究团队通过精密设计的硅基材料结构,实现了对水在纳米孔隙中运动的有效控制。

汉堡工业大学教授Patrick Huber表示:“即使是纯净水,只要被限制在纳米尺度,也能实现能量转换。”CIC energiGune的研究员Luis Bartolomé博士补充道:“将纳米多孔硅与水结合起来,可以实现高效、可再生的电源——无需特殊材料,只需使用地球上最丰富的半导体硅和最丰富的液体水。”

该技术的能量转换效率达到9%,在固液纳米发电机领域表现良好。团队成员Manuel Brinker博士指出:“关键的一步是开发出同时具有导电性、纳米多孔性和疏水性的精密设计的硅基材料。”这种基于硅孔隙的创新设计使得能量转换过程既稳定又可扩展,为自供能传感器系统在环境监测、智能服装和机器人等领域的应用开辟了新途径。

更多信息: Luis Bartolomé 等人,《非润湿液体在疏水纳米多孔硅单块中的侵入-挤压过程中的摩擦起电》,《纳米能源》(2025)。期刊信息: 纳米能源

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