祝贺北京纳米能源所发表蓝色能源新技术研究

中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林团队正在致力于研究一种基于摩擦纳米发电技术的稳定实用的波浪能发电网络装置，该技术难题一旦攻破，将引发一场海浪发电技术革命，加快我国海洋新能源开发速度，对保障能源安全、环境保护和可持续发展有重大里程碑性贡献。这种“蓝色能源”技术是王中林2014年提出的。

王中林从新兴的利用人体运动摄取能量的技术中汲取灵感，使之应用于海洋水波发电。他领导的北京纳米能源所正在开发这样的设备，从心跳驱动的医用传感器到脚踏式摩擦地毯发电照明，从卫生保健到安全监测，从穿戴式和柔然纺织电子系统到环境的治理，摩擦纳米发电的各项创新应用正在越来越多地嵌入我们日常的生物试剂生活之中。摩擦纳米发电机转化效率高，可将50%的能量从动能转化成电能，它是利用两种不同材料接触所产生的表面静电荷导致的随时间变化的电场来驱动电子的流动。制作这种大型网络的纳米发电机由众多摩擦发电球构成，采用传统材料，价格低廉，如聚四氟乙烯、橡胶、聚全氟乙丙烯等，适用于大规模生物试剂和商业化。这种采集波浪能的纳米发电球在海水中浮动，其中一种电介质材料制成的球在另一个球体内滚动产生摩擦电荷。它可以灵敏地回收海洋中的动能资源，包括水的上下浮动、海浪、海流、海水的拍打。当海波带动其中的小球每秒晃动两至三次，即可产生大约1到10毫瓦的功率。这种发电网可以分布在远离海岸和航道的深水区，不会影响在近海边人们的生活和享乐等活动。理论测算，对于像山东省面积大小的这样一片海域，如果在10米深的水中布满这种发电的网格，其发出的电量可满足*的能源需求。如果这个蓝色能源梦得以实现，世界的能源格局都会发生根本的改变，人们依赖于石油和煤炭的化石能源就会变成历史。

蓝色能源与传统绿色能源相比，拥有地理分布上的优势，海洋覆盖了地球70%的表面，约44%的人口都居住在距海岸线150千米的范围内，人类向大海索取资源已成为必然的趋势。海洋波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，分成风浪、涌浪和近岸浪三种，具有能量密度高、分布面广等优点，据估计地球上海浪中蕴藏着的能量相当于90万亿千瓦时的电能。现今波浪能的利用形式是将大面积的波浪能加以吸收，并集中转换成机械能，再带动电磁发电机运转发电。作为目前世界上发展势头zui快的海洋能源利用形式，美国、日本、英国、西班牙、瑞典、丹麦等海洋大国均十分重视波浪能研究，相继在海上建立了波浪发电装置，然而普遍存在发电功率小、发电不稳定、转换效率不高等缺陷，特别是在小浪时，捕获波浪能效率不高。

　　利用海洋能发电这一重要研究领域一直进展缓慢，海洋波力发电开发之艰辛，困难重重，究其原因主要是已研制的波能量收集器是基于法拉第电磁感应定律的传统电磁发电机，其输出电压、电流都与机械能频率成正比，进而输出功率与机械能频率的平方成正比，故需稳定且较高的工作频率（>10Hz）才能获得的输出，但海洋中的波浪、潮汐和洋流等，其运动频率均较低（0.1~2Hz），且海浪变幻无常，运动无规律，而这些磁铁和线圈只能采集水流的能量，方向性比较单一，而且这些装置必须安装在海边，不但影响景观而且收集效率非常低，并且无法收集深水区的能量，极大地制约了它的实际应用价值。同时，这种庞大而沉重的设备，制造成本高昂，使海洋能成为地球上zui昂贵的一种能源形式。相比之下，2012年王中林发明的摩擦纳米发电机，在一个较宽的频率范围内，输出电流与机械能频率成正比，对于频率低于5Hz的海浪波动，摩擦纳米发电机的输出效率远高于电磁发电机，非常适用于收集蓝色能源，在缓慢流动和随机方向的波流条件下能够稳定输出功率。