設為首頁 | 網站地圖 | 聯系方式 | 中國科學院
首頁 所況簡介 機構設置 科研成果 支撐平臺 研究生教育 創新文化 科學傳播 人才招聘
新聞中心
重要新聞
圖片新聞
科研動態
交流與培訓
綜合新聞
媒體掃描
學術會議
NENS2017專題報道
相關圖片
20190617174720.jpg
20190614141009.jpg
現在位置: 首頁 > 新聞中心 > 科研動態
【Advanced Energy Materials】基于納米發電機的類電池運動能量收集模塊
發表日期: 2019-08-19 文章來源:
打印 字體大小: 關閉
  

  隨著社會的進步和科技的發展,可穿戴設備和移動電子產品已經漸漸融入我們的生活,成為我們生活中密不可分的一部分。廣泛應用在醫療,健康,運動檢測,移動通信等領域。在影響著我們的同時,也給我們的生活帶來了極大的便利,這些可穿戴設備和移動電子產品通常由電池驅動。考慮到目前電池的研發情況,使用一次電池,能源有限,終將耗盡,即使是使用二次電池,也因為需要重復充電,可穿戴設備和移動電子產品的使用范圍和使用壽命都會因此受到了一定的限制,無法應對停電或在野外等無法重復充電的情況。 

  利用機械能來產生電能一直是解決用電裝置供能問題的良好思路,基于這樣的思考,人們研發了各種力電轉換裝置,其中典型的代表有電磁發電機,壓電納米發電機和摩擦納米發電機。在收集機械能的方式和過程中,這三種發電機具備各自不同的特點,如果能找到一種將三種發電機復合起來的方法,將大大提高機械能收集的效率和適用范圍。 

  近日,中科院北京納米能源與系統研究所李舟課題組完成了一種基于三合一復合式發電機的自充電通用式供能模塊的研制工作。利用這種自充電通用式供能模塊可以實現為多種設備或系統供能的目的。在自驅動GPS定位系統中,通過收集被試者10分鐘慢跑產生的機械能,自充電通用式供能模塊可以將GPS中的電池充電至3.2 V,這些能量可以驅動GPS工作半個多小時以上并完成定位,顯示出其作為應急電源的巨大潛力。同時,自充電通用式供能模塊還可以通過串聯不同的數量來適配多種移動電子設備,成功驅動了商用計算器,手機和小型電風扇,展示了其作為供能模塊的強大通用性。由于自充電通用式供能模塊是基于一種三合一復合式發電機來實現機械能收集的,這一設計充分提升了輸出性能,其功率密度可以達到3200 W/m3,與類似的工作比較,其輸出提升了若干倍。同時,利用復合式發電機還可以兼備各種發電機的優勢,增加了機械能收集時不同條件下的適用范圍。另一方面,自充電通用式供能模塊的尺寸嚴格按照五號電池的規格來設計,使得其可以作為五號電池的備用方案,應用于所有五號電池的應用場景,極大的增加了其作為一種供能模塊的通用性。 

  相關研究成果以“A Battery-like Self-charge Universal Module for Motional Energy Harvest”為題目發表在最新一期的國際著名學術期刊Advanced Energy Materials上(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201901875)。博士生談溥川、助理研究員鄭強和博士生鄒洋為并列第一作者;李舟研究員為通訊作者。該項工作得到了科技部國家重點研發計劃、國家自然科學基金、北京市自然科學基金、中國科學院大學以及國家萬人計劃青年拔尖人才的經費支持。 

1. 自充電通用式供能模塊用于運動能量收集。自充電通用式供能模塊設計簡單,高度集成,可以很方便的組裝成不同數量的模組以收集不同規模的機械能,適配不同規格的用電器。

評 論
 
  版權所有:中國科學院北京納米能源與系統研究所 Copyright ? 2019
地址:北京市海淀區學院路30號天工大廈C座 郵編: 100083
玩扑克牌最好记牌方法