海洋所在設(shè)計(jì)波浪能捕獲結(jié)構(gòu)應(yīng)用于防腐蝕取得新進(jìn)展
近日,中國(guó)科學(xué)院海洋研究所在海洋環(huán)境下波浪能捕獲與腐蝕防護(hù)結(jié)合方面取得新進(jìn)展,研究了基于擺動(dòng)折紙結(jié)構(gòu)的摩擦納米發(fā)電機(jī),收集水波能量并作為獨(dú)立電源為金屬提供電化學(xué)陰極保護(hù),相關(guān)研究成果在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Advanced Science發(fā)表。
摩擦納米發(fā)電機(jī)(TENG)的研究為各種能量收集提供了新的策略。海洋環(huán)境中蘊(yùn)含著豐富的水波能量,其捕獲和收集也成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)話題。基于此,設(shè)計(jì)一個(gè)摩擦納米發(fā)電機(jī)器件作為獨(dú)立電源用于收集水波能量收集應(yīng)用于金屬腐蝕防護(hù)技術(shù),以減輕海洋環(huán)境下嚴(yán)重的金屬腐蝕問(wèn)題。
研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制造了一種擺動(dòng)裝置用來(lái)驅(qū)動(dòng)折紙結(jié)構(gòu)來(lái)收集水波能量,可以在有限空間內(nèi)有效地提高TENG摩擦層間的表面接觸面積。在擺動(dòng)體底部,設(shè)計(jì)了放置重物的擺動(dòng)結(jié)構(gòu)作為驅(qū)動(dòng)裝置,可在水波的慣性作用下驅(qū)動(dòng)SO-TENG往復(fù)擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)水波能量收集。將SO-TENG應(yīng)用于水波環(huán)境中??蔀樾⌒陀^測(cè)設(shè)備供電,同時(shí)將其應(yīng)用于陰極保護(hù)系統(tǒng),展現(xiàn)了優(yōu)異的防腐性能。為海洋環(huán)境中的水波能量收集和自供電金屬腐蝕防護(hù)提供了新思路。

擺動(dòng)折紙TENG的三維圖與摩擦起電機(jī)制示意圖

擺動(dòng)折紙結(jié)構(gòu)應(yīng)用于水波環(huán)境下能量收集和防腐蝕應(yīng)用
論文第一作者為碩士研究生劉威龍,通訊作者為王秀通研究員。研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、工信部高技術(shù)船舶科研項(xiàng)目等基金項(xiàng)目的支持。
論文信息:
Weilong Liu, Xiutong Wang*, Lihui Yang, Youqiang Wang, Hui Xu, Yanan Sun, Youbo Nan, Congtao Sun, Hui Zhou, Yanliang Huang. Swing Origami-Structure-Based Triboelectric Nanogenerator for Harvesting Blue Energy toward Marine Environmental Applications. Advanced Science, 2024, 2401578. https://doi.org/10.1002/advs.202401578
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