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“能源界诺贝尔奖”昨日颁发,华人科学家首次获得!|EmTech China 2019

2018-10-23
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北京时间10月22日下午,被誉为“能源界诺贝尔奖”的埃尼奖在罗马奎里纳尔宫颁发。鉴于其在可再生能源和储能方面的科研成就,中科院北京纳米能源与系统研究所所长、中国科学院外籍院士王中林被授予该奖,是迄今为止第一位获得埃尼奖的华人。


图 | 王中林获得埃尼奖(来源:埃尼奖官网)

埃尼奖(Eni Award)是世界能源领域最权威、最负盛名的奖项,与计算机界的图灵奖、数学界的菲尔兹奖及沃尔夫奖等并称为领域性的最高奖项。


王中林教授的获奖理由为“(王教授)开发了‘摩擦纳米发电机’装置,凭借这个装置,自然中的能量,大到海洋中的波浪,小到肌肉收缩或者血液流动,都可以被转化为高产的电能,这极大地拓展了能源提取及生成的可能覆盖范围”。




图|Winners of the 2018 Eni Awards announced Press Release


摩擦起电大概是从古希腊时人们就知道的物理现象,但是直到现在也常常被认为是一种负面效应而被极力避免。


2012年王中林教授及其团队首先发明了摩擦纳米发电机triboelectric nanogenerator,后简称 TENG),利用摩擦起电效应和静电感应效应的耦合将微弱的机械能转换为电能其可以在低频条件下(< 5~10Hz)产生其他同类技术无法比拟的效能。这样,日常生活中往往被浪费掉的各种机械能,将可以被收集起来并转化成电能。


TENG 具有四种基本的工作模式,分别为:(a) 垂直接触-分离模式, (b) 水平滑动模式, (c) 单电机模式,(d)自支撑摩擦电层模式。




图|TENG 的四种基本工作模式(来源:参考)


基于上面的四种模式,王中林教授及团队制备了不同结构的 TENG,用以收集不同形式的机械能,从而实现高效的能量转换。




图|通过 TENG 收集脚踏能量点亮 LED 灯泡(来源:参考)


TENG 因其输出率高重量轻成本低易制造且体积小的优势,有着广阔的商业化前景,还可以通过跟其他电池、能源技术相结合,将我们身边浪费掉的机械能转化为电能,从而满足我们日益增长的能源需求


法拉第提出了电磁感应原理奠定了电动机的雏形麦克斯韦提出了麦克斯韦方程组为纳米发电机提供了理论基础今天我们站在巨人的肩膀上在纳米范围内通过摩擦将机械能转化为电能,王中林教授及团队发明的 TENG 的现有应用有哪些,未来的发展方向在哪里,EmTech China 2019 全球新兴科技峰会王中林教授会亲自为您解读。


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图| EmTech China 2018 会议现场


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参考文献: 

https://www.hindawi.com/journals/jnm/2016/5651613/



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