【成果】张冬至教授团队在摩擦纳米发电机应用于自驱动防腐方面取得进展

   近日，公司张冬至教授团队在摩擦纳米发电机应用于自驱动防腐方面取得进展，相关研究成果Water wave energy-harvesting accordion structure triboelectric nanogenerators for self-driven corrosion protection发表在《Nano Energy》。《Nano Energy》是纳米发电机领域的国际知名期刊，目前影响因子为17.1（SCI一区）。论文第一作者为公司动力工程专业2023级博士研究生吴沿，通讯作者为张冬至教授，BB贝博艾弗森为唯一署名单位和通讯单位，该研究得到国家自然科学基金项目、泰山学者工程专项经费、山东省自然科学基金项目、青岛市自然科学基金项目、中央高校基本科研业务费专项资金，以及BB贝博艾弗森深部油气国家重点实验室开放基金项目的资助支持。

图1 论文首页

摩擦纳米发电机（TENG）因其坚固耐用、成本低廉及可扩展性等优势，已成为一种前景广阔的能源收集技术。本文受手风琴结构启发，研制了一种新型振荡水波能量收集装置（OS-TENG）。通过静电纺丝技术构建具有夹层结构的摩擦电材料，结合U型片层堆叠与阵列式类手风琴发电模块的协同设计，有效提升装置空间利用率，实现机械能向电能的高效转换。通过系统分析工作机制并优化弹性体角度等参数，该装置在3 Hz工况下可实现70 μA电流输出与124 mW/m²的功率密度，并在10天内保持卓越的电输出稳定性。凭借优异性能，OS-TENG可驱动LED灯、温度计及无线信号传输系统。更重要的是，该装置可应用于电化学过程，包括水电解制氢与金属阴极保护，可使304不锈钢电位降低250 mV，展现出显著的腐蚀防护效果。本研究为无外接电源的大规模水波能量收集与自驱动电化学应用提供了创新解决方案。

图2OS-TENG 网络能量收集与利用系统的原理图

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.111207