摘要:摩擦纳米发电机技术采用非接触式感应电测量方法,在自发电领域和智能传感领域得到了迅速的发展,但摩擦界面间 起电原理和电荷转移过程受材料和环境影响,难以精确操控。 本文利用气液间断型摩擦纳米发电机(L-S TENG)检测技术对 PTFE 管内流动介质进行实时监测,分析环境因素和结构参数对输出电特性的影响,揭示液-气-固三相在接触起电和感应电输 出过程的作用机理及影响规律。 研究发现:对于单电极 L-S TENG 系统,随着铜电极宽度的增加,开路电压显著增大,宽度从 1 mm 增至 3 mm 时,开路电压增长了 1. 32 倍,当宽度增至 6 mm 时,较最初增长了 1. 9 倍;随着液相温度从 1℃ 升高到 55℃ 时, 开路电压呈现先升高后降低的趋势;随着管道老化程度的增加,转移到 PTFE 管壁的电子数降低,铜电极感应到的电荷数减少, 电能转换效率降低;随着湿度的增加,相界面间的内源摩擦电效应减弱,开路电压降低;当环境中有强激光照射时,可以有效激 发界面上载流子的能量水平,使系统输出性能和电能转换效率大幅提高。