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基于静电放电的摩擦发电机性能提升器的研究与设计
资料介绍
近些年来，智能设备、便携设备、可穿戴设备已然成为新物联网时代的重要产物，在我们的生活也越来越普及。作为新时代主要的高新技术，半导体技术和微纳米工艺在过去的十年里同样取得突飞猛进的发展，不仅提升电子设备的性能和集成度，而且是降低电子系统功耗的主要方式之一。然而，即使单个设备的功耗可以降至很低的水平，庞大的用户和使用量必定带来庞大的能源消耗。且到目前为止，便携式电子设备主要还是依靠电池供电，续航差、寿命短、安全性不高及污染严重等问题一直存在，且无法有效的解决，己成为能源发展的瓶颈。庆幸的是，现在的低功耗器件已发展至毫瓦、甚至微瓦级別，为实现无线无源的自供电系统奠定了基础。
事实上，自供电系统在过去的几年中已经得到了广泛的发展发展，但是受限于传统发电机体积庞大、成本高昂等特点，并不能满足便携式使用的需求，无法运用于我们的日常生活当中。因此，微能源的采集、存储、利用等技术在近年来被提出并迅速发展开来。根据发电原理，微能源的换能方式主要分为电磁效应、压电效应和摩擦起电效应三大类。其中，基于摩擦起电效应的摩擦纳米发电机作为一种新型的发电技术，于2012年由中科院王中林院士提出，拥有结构简单、体积微小，输出电压大、响应频率高等特点，是实现微小机械能量采集的最优方式之一，为实现无线无源的自供电系统开启了新的篇章。然而，内阻高、输出电流小，依然遍及与各式各样的摩擦发电机，致使其产生的能量无法得到高效率的输出，这也是其至今没有得到广泛运用的主要原因之一。
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