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摩擦纳米发电机（TENG）的摩擦层通常通过单个预定方向的接触分离来实现最佳输出，垂直于该主方向的波浪能分量由于其方向响应能力有限未被收集造成能量损失。同时，海浪的方向受风、地形、洋流、风暴和季节等影响，表现出高度离散性。为了解决波向变化的复杂性和动态性，以往通过在多个方向上排布TENG以实现全向能量收集，这种方法引起了帕累托效应（Pareto effect），即其中80%的电能输出仅来自20%的单元或摩擦层。这不仅导致了材料和空间浪费，阻碍了旨在实现低成本、高输出的商业化拓展进程，而且使设备体积庞大，响应弱波能量的效率低下。此外，海水运动的幅度随深度呈指数衰减，在15 cm深度时，可减少多达61%（基于波长为1 m的线性波动理论），这使得传统波浪能TENG在低振幅条件下实现最佳性能具有挑战性。总体而言，迫切需要开发一种能够连续运行，同时又不牺牲弱波全方向能量捕获的TENG，从而降低成本提高效率，以实现波浪能TENG的大规模商业化。

为了解决以上问题，裸聊直播蓝色能源团队设计了基于自适应平台的仿生向日葵方向调整策略以及相应的新型蝶形堆叠摩擦纳米发电机（Butterfly-stacked triboelectric nanogenerator, BS-TENG）。该系统不仅可以在无额外电力消耗下自动调整自适应平台朝向使其对准波浪方向，从而使悬挂其上的BS-TENG高效捕获波能。还利用了杠杆原理将低振幅、高扭矩的波浪能转化为高振幅、低扭矩的动能，从而使致密摩擦层能够充分地接触分离，在弱波条件下与直接漂浮水面的BS-TENG相比，基于自适应平台的BS-TENG电荷输出提高了548%，显著提高了能量利用率。BS-TENG由半覆膜激光蚀刻的Si-Mn 弹簧钢板制成，消除了内部布线、框架和惯性质量。这种超轻设计简化了制造和材料消耗，实现了6.75 cm²g-1的质量摩擦面密度（SSA）。系统研究了该平台的工作机理和输出特性，单个BS-TENG的最大转移电荷量达到了13.68 μC，并证明了有效收集弱波能量为多个电子设备供电的可行性。该策略可与各种收集波浪能的TENG 轻松集成，为弱波浪能收集提供了一种可扩展且经济高效的解决方案。

该成果以" Butterfly-stacked triboelectric nanogenerator with self-adaptive platform for all-angle weak wave energy harvesting"为题，发表于国际期刊《Nano Energy》（IF=17.1），广西大学为第一通讯单位。

论文作者：李洪芳（硕）、唐卫（硕）、李嘉伟（博）、周玮钰（硕）、文宏桂（博）、谢灿荣（博）、万玲玉（教授）

通讯作者：刘官林（副教授）

论文链接：//doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.111347