目前，利用摩擦电纳米发电机（TENGs）在海洋中获取蓝色能源是一种先进技术。在波浪环境中，波幅是不断变化的，因此设计一种能够调节能量收集能力的TENG至关重要。

近日，浙江师范大学温建明教授，长春工业大学程廷海，中国科学院北京纳米能源与纳米系统研究所的研究人员报道了提出了一种分级能量收集的摩擦电纳米发电机（GEH-TENG），该发电机主要由外壳、摆、分级传动单元和双发电单元组成。

文章要点

1）研究发现，当外波激励较小时，摆的摆角较小，GEH-TENG处于初级传输状态。当这些激励逐渐增大时，摆的摆角逐渐增大，直到超过阈值。同时，GEH-TENG处于二次传输状态。在这一时期，GEH-TENG有效地提高了收集波能的能力。达到阈值所需的波幅可以通过设置固有参数来进行调整。

2）实验表明，当输入频率为1.0 Hz，幅值为120 mm时，采用双机组的GEH-TENG在单周运行时可产生0.7 mJ的输出能量，是未分级时的2.3倍，计算出峰值功率为4.6 mW。此外，在模拟的海浪环境中对海浪情况进行了监测，验证了其在实际应用中的能力。

这项研究提出了一种分级能量采集的思路，为TENG能量采集系统的设计和应用提供了有效的指导。

参考文献

Yuhong Xu, et al, Triboelectric Nanogenerator for Ocean Wave Graded Energy Harvesting and Condition Monitoring, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c05685

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c05685