【CNMO科技消息】西班牙、意大利和德國(guó)科學(xué)家合作開展的一項(xiàng)研究有了重大發(fā)現(xiàn)，讓水在納米多孔硅塊中進(jìn)出，僅依靠水與硅表面的摩擦就能產(chǎn)生電能。這項(xiàng)突破性技術(shù)借助摩擦起電效應(yīng)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，為可持續(xù)能源開發(fā)帶來(lái)了全新思路。

據(jù)CNMO了解，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一種名為“侵入 - 擠出摩擦電納米發(fā)電機(jī)（IE - TENG）”的裝置。當(dāng)水滴被壓入疏水性硅塊的納米級(jí)孔隙時(shí)，水與硅界面會(huì)發(fā)生電荷分離；水被擠出時(shí)，電荷重新分布，進(jìn)而形成電流。納米多孔結(jié)構(gòu)大幅增加了固體與液體之間的接觸面積，顯著提升了發(fā)電效率。

實(shí)驗(yàn)顯示，僅33微米厚的多孔硅層就能實(shí)現(xiàn)約20毫瓦/平方米的功率密度。更重要的是，該系統(tǒng)產(chǎn)生的電流可持續(xù)數(shù)分鐘，遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于傳統(tǒng)摩擦發(fā)電系統(tǒng)的毫秒級(jí)持續(xù)時(shí)間。當(dāng)在水中添加少量聚乙烯亞胺（PEI）聚合物時(shí)，能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)9%，創(chuàng)造了液體摩擦發(fā)電的新紀(jì)錄。

計(jì)算機(jī)模擬表明，硅表面的缺陷在發(fā)電過(guò)程中起到關(guān)鍵作用。這些缺陷在水侵入時(shí)捕獲電子，水?dāng)D出時(shí)釋放電子，使硅材料如同一個(gè)微型電荷泵。因?yàn)椴捎昧藀型摻雜硅，產(chǎn)生的電子能通過(guò)電極導(dǎo)出形成穩(wěn)定電流。

該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，monolithic硅塊將固體材料和電極集成于單一組件中，減少了能量損失，即便經(jīng)過(guò)多次循環(huán)，仍能保持穩(wěn)定的發(fā)電性能。

據(jù)分析，這種發(fā)電技術(shù)尤其適用于本身存在運(yùn)動(dòng)、壓力或濕度的環(huán)境，像自供電傳感器、可穿戴設(shè)備和工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)等。研究結(jié)果已發(fā)表在《納米能源》期刊（Elsevier，2025年），展示了除水流運(yùn)動(dòng)外，通過(guò)純界面物理效應(yīng)從水中獲取電能的新途徑。

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