近日，機械工程學院能量俘獲與智能感知課題組以“Direction-adaptive triboelectric-electromagnetic hybrid nanogenerator for harvesting omnidirectional breeze wind energy”為題在國際TOP期刊Nano Energy（IF=17.1）發表高水平學術論文。第一作者為我校機械工程學院2022級本科生熊天源，通訊作者為我校徐振龍副教授和中國科學院北京納米能源與系統研究所王中林院士。

為了給分布式無線傳感器網絡（WSN）節點供電，用于微風能收集的摩擦納米發電機（TENG）受到廣泛關注。然而，多模塊集成的TENG仍然面臨著發電效率低、啟動風速高、風向適應性差等挑戰。本研究創新性地提出一種具有低啟動風速的方向自適應摩擦電-電磁復合發電機（DA-TEHG），用于捕獲全向微風能。開發了一種新型夾心式拱形TENG單元，具有接觸-滑動-分離（CSS）工作模式和上變頻機制，其表面電荷密度在10 Hz激勵下達到傳統拱形TENG的308.34%。集成阿基米德螺旋葉片（ASB）和風向標的捕風機構，結合轉矩自調節機構，實現風向自適應并降低啟動風速。通過集成具有Halbach永磁鐵陣列的電磁發電機（EMG），進一步提升整體輸出功率。研究了不同參數下系統的機械與電學特性并進行了優化。DA-TEHG在6 m/s風速下可輸出177.26 mW功率，平均功率密度達184.39 W/m3。研究結果表明，其具備點亮LED和燈泡、為電容器充電、驅動無線傳感系統及收集自然微風能的能力。總之，本工作展示出DA-TEHG作為自供電WSN節點分布式電源的潛力，在環境監測領域具有廣闊的應用前景。

課題組主要研究方向包括：基于摩擦起電/電磁感應/壓電效應的能量俘獲與智能感知、水下探測與感知、水下機器人具身智能、機電系統動力學等研究。致力于將波浪能、風能、人體運動能、機械振動能等高熵能轉換成電能，實現低功耗微電子器件自供電和智能裝備的信號感知。發表學術論文28篇（包括Nano Energy，ACS Appl. Mater. Interfaces，Adv. Mater. Technol., Cell Rep. Phys. Sci.等），主持國家自然科學基金青年基金項目等多項研究課題，授權專利15件。