面向波浪能采集的复合型电磁-摩擦纳米发电机阻抗匹配机理与性能优化研究
结题报告
批准号:
62004083
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
杨希娅
依托单位:
学科分类:
微纳机电器件与控制系统
结题年份:
2023
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨希娅
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中文摘要
大力发展海洋能是优化能源结构、拓展蓝色经济空间的战略需要,研发质量轻、频域宽、效率高、稳定性好的新型波浪能转换技术具有重要的科学价值和应用前景。基于摩擦起电效应与静电感应效应耦合的摩擦纳米发电机,以其独特的优势为高效采集波浪能提供了新思路。本项目拟面向波浪能采集构建点头鸭式复合型电磁-摩擦纳米发电机,针对摩擦纳米发电机电流密度输出低与阻抗匹配不平衡这两个关键基础问题,采用理论仿真模拟与实验研究相结合的方法,获得具有高能量密度输出的复合发电单元与网络结构。主要研究内容包括:(1)电磁、摩擦纳米发电机独立单元结构设计与电荷输运机理研究;(2)高介电性复合薄膜制备与表面微纳结构调控研究;(3)复合发电装置网络结构设计与水波参数调控研究;(4)复合发电单元阻抗匹配设计、电源管理电路设计与高效电能存储研究。本项目的研究结果将拓展复合型发电装置在波浪能采集领域的应用,为大规模采集蓝色能源奠定基础。
英文摘要
Development of ocean energy is strategic requirement to optimize the energy structure and expand the “blue economic” space, study of a new-type wave energy conversion technique with features of light-weight, wide-frequency, high conversion efficiency and high stability has significant scientific values and application prospects. Triboelectric nanogenerator (TENG), based on the coupling of triboelectric and electrostatic effects, provides a new approach for efficiently capturing wave energy with its unique advantages. This project intends to develop a nod duck-type hybrid electromagnetic-triboelectric nanogenerator (HE-TENG) toward wave energy harvesting, following the two key scientific issues of TENG, relative low current density output and the mismatched impedances between TENG and external loads, through combination of theoretical modelling and experimental methodology, high-energy density HE-TENG unit and network will be realized. This project mainly focuses on: (1) Topology structure design of independent TENG and electromagnetic generator units as well as the charge transfer mechanism; (2) Fabrication of composite film with high dielectric property and regulation study of surface micro / nano architectures; (3) Structure design of the HE-TENG network and regulation study of water wave parameters; (4) Impedance matching design between TENG and electromagnetic generator, power management circuit design and study of high-efficient energy storage. The outcomes of this project will expand the hybrid-effect devices in the application of wave energy harvesting and establish foundation for large-scale blue energy harvesting.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106757
发表时间:2021
期刊:Nano Energy
影响因子:17.6
作者:Yang Xiya;Liu Guangqing;Guo Qiyao;Wen Haiyang;Huang Ruiyuan;Meng Xianghe;Duan Jialong;Tang Qunwei
通讯作者:Tang Qunwei
DOI:10.1016/j.nanoen.2023.108341
发表时间:2023
期刊:Nano Energy
影响因子:17.6
作者:Jingbo Yuan;Xiya Yang;Duo Zheng;Jiangtao Guo;Weize Lin;Jiawei Liao;Yudi Wang;L. Vaillant-Roca;Jialong Duan;Qunwei Tang
通讯作者:Qunwei Tang
DOI:10.1021/acsami.1c05796
发表时间:2021-05-28
期刊:ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
影响因子:9.5
作者:Yu, Xueping;Liu, Zhongzhe;Tang, Qunwei
通讯作者:Tang, Qunwei
DOI:10.2139/ssrn.4054477
发表时间:2022
期刊:Nano Energy
影响因子:17.6
作者:Wenkai Xu;Jiangtao Guo;Haiyang Wen;Hongxin Hong;Xianghe Meng;Song Hao;Yudi Wang;Jialong Duan;Peizhi Yang;Qunwei Tang;Xiya Yang
通讯作者:Xiya Yang
DOI:10.1016/j.nanoen.2021.105773
发表时间:2021-01-15
期刊:NANO ENERGY
影响因子:17.6
作者:Zhao, Leilei;Duan, Jialong;Tang, Qunwei
通讯作者:Tang, Qunwei
混合能量采集太阳电池界面电荷调控与 多物理场耦合增强机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    杨希娅
  • 依托单位:
液-固型摩擦纳米发电机的优化设计及其在采集波浪能的应用研究
  • 批准号:
    2020A151501082
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    杨希娅
  • 依托单位:
国内基金
海外基金