一种新的棒状水基装置可以将能量从运动转化为电能。该技术发表在《先进材料科学与技术》杂志上，可用于为安全灯等便携式设备供电。

随着对物联网和小型电子产品的兴趣日益浓厚，对便携式能源的需求很高。一种发电方式是从环境中获取能量，例如热能、太阳能或机械能。为了捕捉机械能——物体从其位置和运动中获得的能量——科学家们开发了摩擦纳米发电机，它可以通过摩擦发电。

“摩擦纳米发电机是收获机械能的最有效工具之一，因为它们具有高电力输出、低成本和易于获取的特点，”韩国中央大学的 Sangmin Lee 教授说。

当两种不同的材料接触然后分离时，摩擦发电机会带电。例如，当气球在衣服上摩擦时，气球会带电并粘在东西上。然而，两种材料之间的摩擦不可避免地会导致损坏，从而缩短设备的使用寿命。

使用液体可以减少摩擦，但液体发电机的电力输出比固体发电机低得多。在使设备足够大以使液体移动和发电之间也需要权衡取舍，同时还要确保它足够紧凑以便携带。

为了克服这些问题，中央大学的研究人员与韩国和美国的同事一起，开发了一种轻巧、紧凑的水基发电机，它可以在震动时产生电力。

该装置采用简单的棒状设计，由 10 毫升水、一个聚合物圆柱体和电极组成。容器的聚合物材料带负电。摇动设备时，水会上下移动，获得正电荷，该正电荷会转移到电极上，从而产生高电输出。

“由于其简单的机制和设计，这种小巧轻便的设备可以在日常生活中使用。只需将水倒入发电机中然后摇晃即可产生电力，”Lee 解释道。

研究人员测试了不同的设计，改变了电极的尺寸和比例、电极之间的物理空间和水量，以确定最佳组合。他们发现，当便携式棒状发电机有足够的水运动空间和高电极面积时，它可以产生高达 710 伏的高电输出。

研究人员表明，该发电机可以为 100 个 LED 灯供电，这意味着它可以用作交通安全警棍，摇晃时会发光。这项研究证明了摩擦纳米发电机在广泛的日常应用中 的潜力。