摩擦发电机

应用范围

微型能量采集技术面对的几乎是一个全新待开发的产业，主要针对分布式无线传感网络(以物联网为主导)、可植入式医疗器件、自供能传感系统、可穿戴电子设备及便携电子设备等应用领域。上述领域中包括手机、平板等便携电子设备的庞大市场毋庸赘述，而无线传感网络、可植入式医疗器件、可穿戴电子设备等。

1、手持电子设备的电能补充：可给智能手机、平板电脑、电子书等手持设备的电池充电，使手持电子设备超长待机或免充电。例如：

制成透明薄膜与触屏结合，当触动屏幕时产生电量，给屏幕供电，多余的电量可以给自身电池充电，平时感受外界震动产生电能给自身电池充电；

制成手机充电后盖与手机充电电路连接，直接给手机电池充电；

制成独立的手机充电外壳或扁平充电模块粘贴到手机后面，通过USB给手机充电。

2、便携机的供电：在便携机键盘下方放置这种微型震动能量采集器阵列，与电脑充电电路连接，当敲击键盘时给便携机充电。

3、物联网领域：各种物联网传感器的供电(例如交通监控、动物放养跟踪、田间管理、洋流/水系监测、气象探测、环境监控等)；

4、其他领域：发电地板、发电鞋底、医疗、自供电玩具、TPMS(胎压检测)等。

技术优势

微型震动发电机基于摩擦生电原理，采用微纳复合结构的表面材料以及独创的单面摩擦技术，显著提高了发电机的输出性能，其输出电压高达465V，输出电流达到120uA，功率密度为60mW/cm3，无需任何外接电路，即可成功驱动200个以上的并联商用LED工作。加工方法基于较为成熟的FPCB技术，成本低、效率高且适宜于大面积加工和大批量生产。

技术水平

申请国际专利4项

一种折叠式微型震动发电机及其制造方法，国际申请号：PCT/CN2013/071363

一种单摩擦表面微型发电机及其制造方法，国际申请号: PCT/CN2013/072522

一种震动发电机及其级联结构发电机，国际申请号：PCT/CN2013/071372

一种微纳集成发电机及其制备方法. 国际申请号：PCT/CN2013/00398

申请中国发明专利10项

一种折叠式微型震动发电机及其制造方法，申请号：201310021766.3

一种单摩擦表面微型发电机及其制造方法，申请号: 201310032306.0

一种震动发电机及其级联结构发电机，申请号：2013100221442

一种基于压电摩擦电磁的复合纳米发电机，申请号：201310099750.4

一种微纳集成发电机及其制备方法，申请号：201010530458.9

一种基于纳米摩擦发电机的主动式可视化湿度检测系统，申请号：201310317692.8

一种高性能纳米摩擦发电机的制备方法，申请号：201310319347.8

压电摩擦复合式微纳发电机及其制备方法，申请号：201310024565.9

一种r型复合式微纳发电机，申请号：201310297913.X

一种基于横向摩擦的单表面摩擦发电机及其制备方法，申请号：201310293792.1

正在撰写的国际专利2项

拟申请的中国发明专利8-10项

研究所处阶段

未来2—3年内项目技术研究开发要做的工作及预期达到的效果。

未来2—3年内项目技术将主要进行如下三方面研究开发：

完善微型发电机后端能量管理和存储，实现高效率的AC-DC转换，为电子设备提供完整的自供能方案。

对现有知识产权内已开发的几种微型发电机原型进行改进，以现有结构设计为基础，从材料、结构机械性能、封装等方面进行更深入研究开发，提高微型发电机性能及使用寿命。

利用现有工业研究成熟且广泛运用的柔性印刷电子、纳米压印、注塑成型等制造工艺，开发具有工业生产规模的微型摩擦发电机的制造方法和设备，实现对微型摩擦发电机高效，低成本，高产率，高重复率的制造。

市场状况及市场预测

市场及其支撑技术目前正处于萌芽或发展阶段，未来3—5年将是其快速成长期，具备极强的增长潜力。

投资与成本估算，效益分析

过去2年项目研究开发经费投入情况：

材料及微纳米制造：30万，

制造及测试仪器设备：40万，

器件设计、开发：80万，

知识产权保护：20万。

计划未来3年内投入研发800万元，主要用于开发大规模生产设备、处理电路和自供电产品的生产与测试。预计实现销售1000万元，净利润200万元。

项目所需投资额、融资用途，估值情况及其他投资条款要求。

计划寻找项目支持和风险投资1000万元，技术估值待定。

合作方式

初步计划只授权不转让。

联系方式

联系单位：北京大学技术转移中心

联系人：杨松尧  刘笑一  黄牧青

电话：010-62751717

邮箱：lisj@pku.edu.cn