海洋原位能源的高效获取是构建海洋物联网和大数据的关键技术,深度契合国家和广西向海图强战略。近期,我院蓝色能源团队在基于摩擦纳米发电机(TENG)高效采集低频海洋波浪能方面取得进展。研究成果发表于《自然通讯》(Nature Communications)、《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)等国际知名学术期刊。


针对传统技术低频海洋波浪能采集效率低的瓶颈问题,蓝色能源团队提出拨浪鼓式TENG(RD-TENG),通过三电极与交替覆膜策略实现高密集摩擦层间的电荷调度,使外电极输出提升超过6倍。引入降频增幅磁斥力摆(MRP),有效转化低振幅高扭矩波浪激励为高振幅低扭矩摆动,运动振幅和输出性能分别提升558%与1662%,在低海况下实现稳定发电。团队系统完善了涵盖结构、电学与应用导向的综合评价体系,为波浪能TENG在复杂海况下的高效采集及产业化应用提供了重要参考。论文发表于国际著名期刊《自然通讯》(Nature Communications,2025,16,9539),第一作者为2025级博士生唐卫,通讯作者:万玲玉、刘官林,广西大学为唯一通讯单位。

针对随波逐流能量利用率低,集成摩擦纳米发电机激励不足导致输出性能不高的问题,团队研发出推力放大型摩擦纳米发电机,基于张力绳拓扑结构,通过双端锚固的几何约束关系,实现微小波浪推力的3.8倍张力放大效应,有效解决了高密度摩擦层在低激励下分离不充分的共性难题。设计"四功能合一"——既作为结构支撑件和弹性元件,又承担正摩擦层与导电电极功能的无附加框架的四螺旋交错叠层,有效实现摩擦纳米发电机的高空间密度集成,质量表面积比高达1.7 cm2/g。提出模块化六单元自主拼接阵列,为构建海洋物联网原位能源系统提供了从多单元集成到宏观阵列的部署方案。论文成果发表于国际知名期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials,2025,202507697 , 第一作者为2022级硕士生庹亮,通讯作者:唐卫、万玲玉、刘官林)。

该研究成果得到国家自然科学基金和我院“揭榜挂帅”项目的资助。