近日，我校我院陈杰副教授课题组以重庆师范大学为第一单位在国际顶级期刊《Advanced Materials》（影响因子27.4）上发表题为“A Synergistically Enhanced Triboelectric-Electromagnetic Hybrid Generator Enabled by Multifunctional Amorphous Alloy for Highly Efficient Self-Powered System”的研究成果，本科生龚少坤与唐本镇博士为共同第一作者，陈杰副教授为通讯作者，余鹏教授与重庆大学郭恒宇教授为共同通讯作者。
摩擦电-电磁混合发电机（TEHG）作为一种高效的机械能收集技术，近年来备受关注。然而，传统TEHG中摩擦纳米发电机（TENG）和电磁发电机（EMG）的独立运行，以及摩擦材料的磨损和磁场发散等问题，限制了设备的整体性能。为了克服这些挑战，陈杰副教授课题组提出了一种创新的解决方案——基于多功能非晶合金的协同增强型TEHG。经过深入的材料分析，课题组选择了Fe72Si8B20作为协同层，这种材料因其低表面粗糙度、高维氏硬度、非晶结构和高磁化强度而具有独特的优势。
实验结果表明，与常用的铝材料相比，Fe72Si8B20不仅使TENG的输出电流和电流保持率分别提高了28.75%和85.24%，而且使EMG的输出功率提高了51.05%。这一成果为TEHG的性能提升提供了新的思路和方法。此外，在使用TEHG构建自供电系统时，课题组还发现了能量采集器与应用端之间存在显著的阻抗差异。为了解决这一问题，课题组在没有电源管理电路的情况下，展示了一种自供电可变阻抗系统，该系统实现了比传统恒定阻抗系统高2.98倍的能源利用效率。
这项研究不仅集成了多功能材料以实现强耦合混合发电机，还结合了可变阻抗系统的定制，为高效的机械能收集和利用树立了新的里程碑。未来，课题组将继续深入研究，探索更多创新技术和方法，为能源收集和利用领域的发展贡献更多智慧和力量。
图为协同增强型TEHG与传统TEHG的性能对比
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202412856
