中科院兰州化物所AM：喷雾式摩擦纳米发电机问世，输出超越传统两个数量级

背景：传统固-液摩擦纳米发电机受限于固-液界面接触分离速度低、接触面积小及天然液滴速率限制，导致电流输出低、呈间歇性脉冲特征，难以支撑高频能量供给场景。研究目的：为突破传统摩擦纳米发电机的性能瓶颈，实现电流幅值与频率的数量级提升，并探索其在高频能量收集与转换应用中的潜力。结论：中国科学院兰州化学物理研究所与华中科技大学合作，创新设计了基于喷雾效应的摩擦纳米发电机，通过集成专用火花放电装置实现主动电荷积累与受控释放，将传统随机击穿转变为主动周期性火花放电模式。该装置获得了665毫安的瞬时短路电流和900伏的开路电压，工作频率达122赫兹，电流幅值和频率均比典型固-液摩擦纳米发电机提升超两个数量级。基于高性能，装置可直接点亮110瓦白炽灯或同时驱动4000颗LED。配合电源管理电路后，实现了电解水制氢，法拉第效率达55.8%。该研究通过结构解耦与主动放电调控策略，将摩擦纳米发电机推入毫安级电流输出，为提升其功率密度开辟了新路径，在工业能量回收、管道监测及自供电传感器网络等领域具有广阔应用前景。