蓝色能源的高效提取是推动构建海洋物联网和智慧海洋的重要方法,契合国家向海图强的高质量发展战略。波浪能因其高熵、低能流密度和强随机性,难以被传统电磁发电机(EMG)高效利用。摩擦纳米发电机(TENG)自2012年问世以来,凭借结构简便、成本低廉、对低品质机械能的高适配性以及良好的环境适应能力,展现出在波浪能采集中的独特优势。自2014年水波驱动TENG(WWTN)概念是首次提出以来,该领域在结构设计、性能优化和应用拓展等方面持续发展,但其标准化和产业化迈进仍面临关键挑战。
为进一步明确WWTN的发展方向,中国科裸聊直播
北京纳米能源与系统研究所联合裸聊直播蓝色能源团队,立足自然界多层级能源体系,系统解析波浪能作为一种高熵、低品质、广覆盖且可持续的能源形态的内在特征,并阐明其与传统高品质能源在能量密度与可控性方面的根本差异。研究全面比较了TENG与EMG在波浪能采集机制、结构构型与工作模式上的适配性,凸显TENG在成本效益与技术潜力方面的显著优势。在此基础上,团队通过对过去十年WWTN研究成果的系统梳理与量化统计,构建了基于结构类型与工作模式的性能分布图谱,揭示了其技术演化规律与未来趋势,为结构创新与设计优化提供了重要参考。研究进一步指出,面向复杂海洋环境应用,WWTN的关键突破方向包括大型化、高密集叠层、轻量化及新型机械耦合机制引入等。为实现科学化评价与体系化指导,研究团队建立了覆盖结构、电学及系统应用层面的多维全面评价体系,其中首次提出并定义了体积比表面积(TSD)与质量比表面积(SSA)两项结构指标,用于量化器件的集成度、空间利用率与轻质特征。同时,文章指出了WWTN从波浪能到物联网终端应用各个节点上的未来研究方向,为WWTN在各节点的理论探究、机械、工程和结构设计提供战略指导。最后,文章强调应加速推动WWTN技术从实验室原型验证向标准化、模块化与产业化规模应用转化,为海洋蓝色能源利用与自驱动物联网系统提供战略方向与技术支撑。
 
该观点论文以"Water‐Wave Driven Triboelectric Nanogenerator Networks: A Decade of March in Blue Energy and Beyond"为题,发表于国际期刊《Advanced Materials Technologies》(IF=7.4),广西大学与中国科裸聊直播
北京纳米能源与系统研究所为共同通讯单位。
论文作者:唐卫(2025级博士研究生)、刘官林(副教授,通讯作者)、王中林(院士,通讯作者)
论文链接://doi.org/10.1002/admt.202500184