香港科技大学（广州）研究团队最近在摩擦纳米发电机（TENG）领域取得了重要突破，提出了一种基于热激励效应的摩擦电荷激励策略。这项研究的创新性体现在，研究人员发现高温环境下的摩擦表面电荷并非仅受热电子发射效应的负面影响，反而能够显著促进电荷转移，从而提高TENG的能量输出性能。
摩擦电荷的产生是摩擦纳米发电机实现机械能转化为电能的核心机制。以往，学术界普遍认为高温会导致摩擦材料的电荷迅速衰减，然而，新的研究发现了一种全新的热激励机制，可以利用高温环境中金属材料的特点，促进触碰时的电荷转移。这一发现为TENG在高温环境下的应用提供了新的可能性，如在电力不足的高温工业环境中实现自供能。
该研究以接触分离式TENG为实验平台，通过单侧加热实验系统深入探讨了不同温度下的电荷动力学。在实验过程中，研究团队观察到低功函数金属在加热状态下展示出更强的电荷激励能力，相比于标准环境下，金属界面的电荷输出在383K的温度下可以实现两倍提升。尤其在使用氟含量较低的聚合物，例如金属/Kapton组合时，电荷鼓励的效果尤为明显，持续90分钟的测试显示其表现保持稳定。
这一研究的意义还在于它为未来的能量收集技术开辟了更广泛的应用前景。通过将热激励作为调控电荷产生的有效策略，不仅可提高现有TENG设备的输出，还可以将这种机制应用于其他能量捕获设备中。例如，在实际应用中，研究人员实现了在空气击穿结构内的能量提升，将能量从109.34μJ提升至373μJ，验证了这一新策略在实际工程应用中的潜力。
随着社会对可再生能源需求的不断增长，摩擦纳米发电机的研究不仅具备重要的理论价值，更在实际应用中展现出广泛的市场前景。尤其是在需要高温且资源匮乏的区域，如何有效地收集和利用热量，将是科研工作者未来努力的方向。
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