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王中林中国科学院北京纳米能源与系统研究所所长,中国科学院外籍院士和欧洲科学院院士,国家 “顶尖千人计划”首批入选者,长江学者。在电子显微学和纳米科学方面有多项原创性和开创性研究成果,是纳米摩擦发电技术的开创者。
记者:您认为雾霾形成的主要原因是什么?
王中林:煤炭燃烧过程中产生大量的颗粒物,是造成空气污染的重要原因。第二个是燃油,以我在美国多年的生活经历来看,国内的汽油没有国外的质量高。咱们国家的车多,美国也不少,但他们那边空气质量就好得多。所以我说雾霾跟燃油肯定有关,但是有多大关系,得需要专家来研究。
记者:您认为能源生产和消费方式变革有何重大意义?
王中林:现在我们的能源生产方式以化石能源为主,资源就这么多,开采一点少一点,从长远可持续发展的角度讲,我们还必须要考虑子孙后代的利益,能源生产方式必须变革。我们研发的摩擦发电新能源技术,不敢说它能解决能源问题,但至少在一定程度上开辟了新途径。它的潜力,我们要看到。说到消费方式,我们生活中的浪费现象太普遍,改变需要每个人从自身做起,从细节做起,这一点国民教育很重要。
记者:以您在美国的工作生活经历,特别是消费方式方面,两个国家有什么不同?
王中林:能源消费这方面,美国不是节约的典型国家。美国民众家里的空调很多都是24小时开着的,汽车的排量也是最大的,所以美国长期是世界能源生产消费的第一大国。它的模式,不可复制。
记者:这意味着美国的能源战略与我们截然不同?
王中林:对。很简单,美国有大量的石油储存,大量的页岩气,人家当然不着急。
美国煤的储量很丰富,但不开采,发电多是用气电、油电为主,而我们就不行了,我们的一次能源结构是富煤、贫油、少气,人口基数又很庞大。我认为能源生产方式变革就是改变现在化石能源为主的生产结构,大力发展绿色能源、可再生能源,当然我们的摩擦发电技术也是未来绿色能源的新选择。
记者:提到摩擦发电,请您介绍一下这个领域?
王中林:摩擦生电是常识,但摩擦只是产生了电压,没有电流,过去人们一直无法利用。我研究这个领域也是一次偶然,我是做材料研发的,但在一次失败的试验中偶然发现,两种高分子材料相接触的过程中可以产生电,于是我们对这个全新的领域进行了研究。
实验中发现,两个由纳米材料构成的薄片摩擦接触后,再将这两个薄片表面分离,由于物体有保持电中性的倾向,因此通过电极层将这两个薄片与外电路连接,电子就会通过外电路在两个电极层之间流动,从而形成电流。依据这一原理,我们研究出了摩擦发电机。
记者:传统发电都是动力驱动电磁线圈切割产生电,摩擦发电机真的只需要摩擦就能发电?
王中林:是的,这与传统电磁感应驱动发电的原理在根本上是不同的。摩擦发电机利用的是摩擦起电和静电感应效应耦合,同时配合薄层式电极的设计,实现电流的有效输出。
当然,最初摩擦发电机的输出电流和功率并不理想,但我们在反复实验中发现,电极之间的电荷转移量可以通过材料表面有序图案化得到极大提高,并和图案密度呈准线性关系。于是我们设计出一种图案化阵列结构,使摩擦发电机的输出功率产生了质的飞跃。现在的摩擦发电装置由平面化的圆形定子和转子两部分组成,采用表面图案化的摩擦层和电极层,通过旋转式接触的驱动设计实现了高达24%~50%的能量转化效率。
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光照强度、温度湿度、盐碱度……通过农业信息智能感知技术,可以将作物生长相关的生理指标“一网打尽”。实时监测这些指标需要电力驱动,然而田间地头常常难以铺设管线,此外,电池续航能力有限和污染问题也比较突出。为解决此问题,浙江大学生物系统工程与食品科学学院智能生物产业装备创新团队(IBE
8月22日,中国石油经济技术研究院第四次发布《2050年世界与中国能源展望》(简称《展望》)。作为各家能源展望矩阵中的中国声音,《展望》引起了业界的高度关注。发布会上,能源界政府部门、企业机构、国际组织的代表对能源转型出现的新特征、新变化进行了热烈讨论。与会专家们认为,近年来世界能源转
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风机通过自动偏航找到主风向,在运行过程中偏航制动比较频繁,如果偏航制动盘损伤和摩擦片磨损会造成偏航过程中发生振动异响,并引发机舱旋转超速或偏航、液压站故障,不但降低了机组可利用率和摩擦片的使用寿命,而且造成了偏航刹车盘结构件疲劳从而影响了机组整体的使用寿命。因此,分析3MW风力发电
风力摩擦发电装置阵列式摩擦发电机摩擦起电效应,是自然界中最常见的现象之一,它是由两种不同材料经过相互摩擦而使其接触表面带电的现象。相互接触的两块薄片,本来二者表面都不带电,但是在接触之后,由于材料不同,其性能也不同,一个容易失电子,一个容易得电子,由此就导致两种材料经过接触后一方带正电,一方带负电。这就是我们一般所认识的摩擦起电现象。这种现象虽然普遍,但是除了在电学实验中被用于形成高压电场之外,一直无法被有效利用来作为功率源。3月下旬,关于“摩擦发电机”的报道引发广泛关注。消息选自2012年1月以来,中科院北京纳米能源与系统研究
摩擦生电是常识,但如何将这些“摩擦所得”的电利用起来,却是摆在人类面前的一道难题。近日,记者从中国科学院北京纳米能源与系统研究所获悉,该所首席科学家、中科院外籍院士王中林领衔的团队,成功研发出摩擦发电新能源技术,或将实现诸如人的行走发电、下落雨滴发电、车轮转动发电等那些原本尚停留在理论研究阶段的能源利用方式。记者看到,这种摩擦发电机的基本元件其实就是一小块薄膜材料,将它通过导线与LED灯相连,只要用手捏一下这个薄膜材料,LED灯就会亮起。王中林称之为“一举一动皆能发电”的全新能源供给模式。“摩
“摩擦,过去是起电,现在是发电。”3月18日下午,中国科学院北京纳米能源与系统研究所举办了摩擦发电新能源技术成果展示会,王中林院士携研究团队展示最新研究成果,通过对旋转式直流摩擦发电机、刹车发电模拟装置、风力摩擦发电装置等20件摩擦发电装置进行现场操作,让人们体验到一举一动皆可发电的全新能源供给模式。说话可以发电、走路可以发电、触摸可以发电,摩擦发电技术通过人类自身活动,为便携式、可穿戴式设备直接供电,让人体成为一台台微型发电机。细雨滴答可以发电、红旗招展可以发电、车轮旋转可以发电、机器噪声可以发电,摩擦发电技术收集身边的微小能
“摩擦,过去是起电,现在是发电。”3月18日下午,中国科学院北京纳米能源与系统研究所举办了摩擦发电新能源技术成果展示会,王中林院士携研究团队向记者们展示最新研究成果,通过对旋转式直流摩擦发电机、刹车发电模拟装置、风力摩擦发电装置等20件摩擦发电装置进行现场操作,让人们体验到一举一动皆可发电的全新能源供给模式。说话可以发电、走路可以发电、触摸可以发电,摩擦发电技术通过人类自身活动,为便携式、可穿戴式设备直接供电,让人体成为一台台微型发电机。细雨滴答可以发电、红旗招展可以发电、车轮旋转可以发电、机器噪声可以发电,摩擦发电
近期,在北京市科委推动下,王中林院士团队研发出可回收自由运动物体机械能的新型摩擦电纳米发电机。摩擦电纳米发电机作为一种具有超高输出、成本低廉、持久稳定和环境友好特点的新能源技术,已经迅速成为能源科学领域研究的新热点。目前摩擦电纳米发电机主要采用垂直接触和平行滑动两种摩擦工作方式。但是,这两种工作模式都需要在摩擦层上附着电极并连接导线,限制了发电机工作的灵活性和适用范围。新型摩擦电纳米发电机采用全新发电模式,通过不需要附着电极的独立摩擦层的滑动将机械能高效地转化为电能,这一基本模式增加了发电机应用的灵活性、方便性、能够实现在非接触滑动下的高效
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