中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：目前的海洋能開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于風(fēng)能或者太陽(yáng)能的采集。當(dāng)前，海洋能的采集，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，主要還是基于電磁感應(yīng)的方式。然而，基于電磁感應(yīng)的海洋能采集，存在一些弊端。首先，電磁感應(yīng)機(jī)主要是由于重的磁鐵和線(xiàn)圈構(gòu)成，此種發(fā)電裝置不能自然地浮在水體的表面，除非依靠一個(gè)漂浮的平臺(tái)來(lái)支撐。其次，這些線(xiàn)圈磁鐵也很難經(jīng)受海水的腐蝕，使得它們的長(zhǎng)期使用性受到了極大的挑戰(zhàn)。再次，大部分的基于電磁發(fā)電機(jī)，只能采集水流的能量，并且方向性比較單一。但遺憾的是，海洋能的大部分機(jī)械能都是蘊(yùn)含在海水表面的波動(dòng)能。所以這些弊端使得這些海洋能的采集裝置的能量效率不是很理想。最后，造價(jià)昂貴的電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)，也使得這些發(fā)電裝置很難大面積地安置在海洋的表面進(jìn)行海洋能的采集。
近日，由陳俊、楊進(jìn)、李昭林、范興等組成的主力團(tuán)隊(duì)，在中國(guó)科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所教授王中林的指導(dǎo)下，提出了一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)網(wǎng)絡(luò)的方法。相較于現(xiàn)有的海洋能采集裝置，由摩擦發(fā)電機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成的發(fā)電技術(shù)，有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：首先，主要基于高分子材料，和極少量的金屬電極材料的表面電荷效應(yīng)，該技術(shù)造價(jià)低廉，成品輕盈，抗海水腐蝕性能好，因此極其適用于大規(guī)模生產(chǎn)，并且不僅可以對(duì)水流的機(jī)械能進(jìn)行回收，還可以漂浮在水面上進(jìn)行波動(dòng)能的采集。其次，巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得該器件不僅可以收集大風(fēng)大浪的機(jī)械能，而且對(duì)小波動(dòng)也能進(jìn)行有效的采集。再次，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的可調(diào)節(jié)性，使得這些器件不僅可以在大范圍的水域工作，比如海洋、湖泊，還可以在小范圍的水域，比如泳池、小溪，進(jìn)行能量的采集。最后，成千上萬(wàn)的摩擦發(fā)電機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有很低的故障率?？v然一個(gè)或兩個(gè)單元發(fā)生故障，對(duì)整個(gè)發(fā)電網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行不能造成大的影響。目前實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明一平方千米的海洋能輸出，可以有望達(dá)到1.15兆瓦，而大規(guī)模的發(fā)電網(wǎng)絡(luò)，預(yù)期可以達(dá)到直流或者準(zhǔn)直流的輸出效果。相關(guān)研究成果于2月26日在線(xiàn)發(fā)表在ACS Nano 雜志中。
納米能源所提出基于摩擦發(fā)電機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的海洋能采集方式
