近日，云顶集团机械工程学院青年教师刘士明副教授与中科院北京纳米能源与系统研究所合作，在《Nano Energy》上发表了题为“Magnetic Switch Structured Triboelectric Nanogenerator for Continuous and Regular Harvesting of Wind Energy”（用于连续和规律收集风能的磁开关结构摩擦纳米发电机）的学术论文。
《Nano Energy》（影响因子16.602）是能源领域的国际顶级期刊。该论文由云顶集团与中国科学院北京纳米能源与系统研究所联合完成，云顶集团为第一单位，机械工程学院青年教师刘士明为第一作者，共同作者还有机械工程学院其他青年教师、在读硕士研究生及中国科学院北京纳米能源与系统研究所研究人员。
论文所述成果为一种磁开关结构的摩擦纳米发电机（MS-TENG）。这种摩擦纳米发电机由传动齿轮、能量调制模块和发电单元组成。当风间歇性地吹在风杯上时，MS-TENG能通过能量调制模块使风能转化为连续的、有规律的电能。其中，能量调制模块储存和释放的能量不取决于外界输入的风速，而是依赖于磁铁的磁力。实验结果表明，MS-TENG可以作为电源工作，输出特性为410V，18μA，155nC，峰值功率为4.82mW，足以为500个串联的LED或温度计供电。
MS-TENG的结构示意图
风能作为一种清洁的可再生能源，因其具有分布广泛、易收集、无污染等特点，而成为公认的化石燃料替代品。该项成果将不规则风能转化为可靠的电能输出的设计思路，可为未来的风能收集型TENG的设计制造提供有益的指导。MS-TENG在风能俘获领域的应用前景也将十分广阔。
