风力涡轮机驱动的液固摩擦电纳米发电机：一种用于便携式风能收集的紧凑且可靠的解决方案

《Energy Technology》：Wind Turbine-Driven Liquid–Solid Triboelectric Nanogenerator: A Compact and Robust Solution for Portable Wind Energy Harvesting

摩擦纳米发电机液固式改进方案及阿基米德涡轮机集成系统研究。通过液态摩擦材料降低磨损，增大接触面积，结合曲柄滑块机构实现旋转到直线运动转换，使用本涅特电路存储电荷，创新磁 Reed 开关实现自动放电。系统在2.6m/s风速下自主启动，重量1kg，尺寸0.28×0.41×0.18m，可驱动8个LED，为小型风能收集设备提供低成本解决方案。

　　

摘要

近年来，摩擦电纳米发电机（TENG）作为一种有前景的风能收集技术应运而生。传统固体-固体TENG的主要局限性在于长时间摩擦导致的磨损。液体-固体TENG（LS-TENG）通过使用液体作为摩擦电材料来应对这些挑战，从而减少了摩擦、增加了接触面积并提高了性能。本研究提出了一种创新的风能收集装置，将阿基米德涡轮机与液体-固体TENG结合在一起（称为ATLS-TENG）。ATLS-TENG采用曲柄滑块机构配合直线导轨将旋转运动转换为直线运动，利用本内特电路进行电荷存储，并通过新型磁簧开关齿轮系统实现自动能量释放以驱动电子设备。实验结果表明，当负载为250 MΩ时，半充满液体的LS-TENG可达到2.6 μW的峰值功率输出。ATLS-TENG在风速为2.6 m/s时能够自动启动，重量为1 kg，尺寸为0.28 × 0.41 × 0.18 m，具有很高的便携性。此外，在本内特电路的帮助下，ATLS-TENG能够成功为八个发光二极管（LED）供电。该研究证明，ATLS-TENG是一种极具前景的、便携且低成本的解决方案，能够高效收集风能以满足小型能源需求。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可向通讯作者提出合理请求后获取。