随着电子织物、可穿戴电子、微型传感器等先进技术逐步推广应用,能量收集重要性愈发凸显。发电机作为一类重要的能量收集器件,为满足日益升级的市场要求,其产品更新迭代速度持续加快。
摩擦纳米发电机(Triboelectric nanogenerator),简称TENG,是一种利用摩擦起电效应和静电感应相结合原理收集环境机械能产生电能的新型能量收集技术,具体工作机理为从周围环境中收集身体晃动、手触摸、雨滴下落、车轮转动、机器振动、风能、水能等各种形式的机械能,通过纳米材料摩擦相互作用产生转移电子及电势差,将机械能转变为电能的过程。
根据新思界产业研究中心发布的
《2023-2028年摩擦纳米发电机(TENG)行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示,与市场主流电磁发电机相比,摩擦纳米发电机的输入电压和频率无关,收集慢动作也可产生高压,有着低频下能量转换效率高、重量轻、成本低、结构简单、易于制作等优点,目前已在电子皮肤、可穿戴柔性电子等微纳能源领域,物联网传感、人机交互、环境监测、生物传感等自驱动传感领域,海洋波浪能收集、风能收集等蓝色能源领域取得了重大应用进展。
近年来,作为国内外企业及机构研发的热点领域,摩擦纳米发电机产业化进程正持续加快。在产品类型方面,TENG已开发出垂直接触-分离模式、水平滑动模式、单电极模式、独立层模式四大基本工作模式;在材料方面,尼龙、聚四氟乙烯(PTFE)是TENG常用的接触材料。
在市场参与主体方面,目前全球已有美国泰克、德国布鲁克以及中国的北京中科纳清、苏州申赛新材料、唐山纳米新能源、陕西捷诺瑞动力、青岛中科凯尔、嘉兴启林科技、北京贞正物联网、安徽方永新能源等企业入局市场;在先进成果方面,目前已有基于TENG的心脏起搏器、健康监测手环、智能康复器械等产品问世,未来TENG实现大规模商业化指日可待。
新思界
产业分析人员表示,摩擦纳米发电机是一种可再生的微纳功率能源,在微纳设备、自驱动传感、海洋能源等场景有着广阔的应用前景,终端应用涉及物联网、卫生保健、环境保护、人工智能等。近年来,在国内外企业研发进程不断加快背景下,摩擦纳米发电机产业化进程正持续提速,预计到2030年,全球摩擦纳米发电机市场规模有望突破20亿美元。