阴极管和等离子体的产生需要外部电源设备，但是不幸的是，该设备重量轻且体积大，因此无法携带。进而，严重限制了在没有电力供应的恶劣环境中的高压应用。基于摩擦起电和静电感应的工作机制的摩擦电纳米发电机（TENGs）可以通过周围环境的机械运动或人体运动产生电能，而无需外部电源。考虑到自供电的高压和便携性，TENG可被视为高压应用的理想驱动源。
近日，韩国成均馆大学Sang-Woo Kim，韩国理工大学Jinhyoung Park报道了具有摩擦锯齿状电极的摩擦电纳米发电机（TENGs）在低频接触分离模式下输出的超高功率，该功率可以直接驱动高压操作设备而无需外部电源。
文章要点
1）当驱动基于锯齿状电极基TENGs（SE-TENG）时，微结构锯齿状电极会在锯齿状电极和导线之间的间隙中产生火花放电，从而大大提高了摩擦电功率输出。
2）基于火花放电现象，研究人员设计了一个升压适配器以二次提高摩擦电功率的输出性能，因此实现了5 kV的超高摩擦电输出电压和2 A m-2的电流密度。升压适配器的概念可以应用于任何典型的TENG，以实现更高的发电性能。
3）在没有任何外部电源设备的情况下，使用SE-TENG和升压适配器演示了两种高电压应用，即Crookes管和等离子体生成。
基于独特电极结构中发生的火花放电现象的超高发电SE-TENG，在无法供电的恶劣环境中直接运行高压应用具有巨大的应用潜力。
Jihye Kim, et al, Ultrahigh Power Output from T riboelectric Nanogenerator Based on Serrated Electrode via Spark Discharge, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202002312
https://doi.org/10.1002/aenm.202002312
