研究进展：Adv. Energy Mater.-电荷泵浦-稳压和提升电流的滑模摩擦纳米发电机

电荷泵，也称为开关电容式电压变换器，是一种利用所谓的“快速”(flying)或“泵送”电容(而非电感或变压器)，来储能的DC-DC(变换器)，其有望进一步提高摩擦纳米发电机（Triboelectric Nanogenerator，简称TENG）的输出性能。近日，清华大学摩擦学国家重点实验室季林红教授、程嘉副研究员与中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士合作，在Advanced Energy Materials上发文，提出了一种新型滑移式电荷泵技术，可显著稳定TENG的输出电压与提高输出电流。该技术基于电荷泵的思想，利用滑移式可变电容器与固定电容间的电荷来回流动以对外输出电能。

通过电源管理模块来提高可变电容器极板电压以存储更多电荷，在降低输出电压的同时提高输出电流。图为滑移式电荷泵结构与工作原理图。

利用该电荷泵技术，TENG的输出电压的波动可降低63.9 %且输出电流可提高43.4 %，实现了1328 μC·m-2的超高表面电荷密度，可在2.5 Hz低频条件下持续驱动468个LED灯、电子表和传感器等小功率电子元器件。图为滑移式电荷泵电学特征与应用。

文献链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202101147

DOI: 10.1002/aenm.202101147

本文来自“清华大学摩擦学国家重点实验”官网。