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納米能源所發(fā)現(xiàn)造價低、抗腐蝕好的海洋能采集方式

2015-03-13 14:20:30 作者：溫蕊來源：

近日，由陳俊、楊進、李昭林、范興等組成的主力團隊，在中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所教授王中林的指導(dǎo)下，提出了一個摩擦發(fā)電機網(wǎng)絡(luò)的方法。

目前的海洋能開發(fā)遠遠落后于風(fēng)能或者太陽能的采集。當(dāng)前，海洋能的采集，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，主要還是基于電磁感應(yīng)的方式。

海洋能蘊藏豐富，分布廣，清潔無污染，但能量密度低，地域性強，因而開發(fā)困難并有一定的局限

然而，基于電磁感應(yīng)的海洋能采集，存在一些弊端。首先，電磁感應(yīng)機主要是由于重的磁鐵和線圈構(gòu)成，此種發(fā)電裝置不能自然地浮在水體的表面，除非依靠一個漂浮的平臺來支撐。其次，這些線圈磁鐵也很難經(jīng)受海水的腐蝕，使得它們的長期使用性受到了極大的挑戰(zhàn)。再次，大部分的基于電磁發(fā)電機，只能采集水流的能量，并且方向性比較單一。但遺憾的是，海洋能的大部分機械能都是蘊含在海水表面的波動能。所以這些弊端使得這些海洋能的采集裝置的能量效率不是很理想。最后，造價昂貴的電磁感應(yīng)發(fā)電機，也使得這些發(fā)電裝置很難大面積地安置在海洋的表面進行海洋能的采集。

相較于現(xiàn)有的海洋能采集裝置，由摩擦發(fā)電機網(wǎng)絡(luò)組成的發(fā)電技術(shù)，有以下顯著優(yōu)點：首先，主要基于高分子材料，和極少量的金屬電極材料的表面電荷效應(yīng)，該技術(shù)造價低廉，成品輕盈，抗海水腐蝕性能好，因此極其適用于大規(guī)模生產(chǎn)，并且不僅可以對水流的機械能進行回收，還可以漂浮在水面上進行波動能的采集。其次，巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得該器件不僅可以收集大風(fēng)大浪的機械能，而且對小波動也能進行有效的采集。再次，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的可調(diào)節(jié)性，使得這些器件不僅可以在大范圍的水域工作，比如海洋、湖泊，還可以在小范圍的水域，比如泳池、小溪，進行能量的采集。最后，成千上萬的摩擦發(fā)電機組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有很低的故障率。縱然一個或兩個單元發(fā)生故障，對整個發(fā)電網(wǎng)絡(luò)正常運行不能造成大的影響。

潮汐發(fā)電是海洋能中技術(shù)最成熟和利用規(guī)模最大的一種