海上原位能源的获取是发展海洋信息化和海洋物联网的关键技术，近期，我校物理科学与工程技术学院蓝色能源团队在基于摩擦纳米发电机（TENG）高效采集低频海洋波浪能方面取得系列进展。研究成果发表于《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）、《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）、《先进科学》（Advanced Science）、《纳米能源》（Nano Energy）等国际知名学术期刊。

为高效采集海水表面波浪能，了解波浪与漂浮物相互作用的动力学规律是优化设计的关键。团队针对海浪的随机信号特点，引入随机波浪理论和波谱分析法，首次从统计学和能量传递的角度提出了量化评估壳体对波浪能吸收能力的结构品质因数，发展了TENG器件波物耦合适配程度的评价方法，为高效波浪能TENG器件设计和内部采能方向选择提供了基础性的指导。研究成果发表于国际知名期刊《先进科学》（Advanced Science，2024，202405165，第一作者为2021级硕士生郭东鑫，通讯作者：万玲玉、刘官林、翟俊宜）。此外，团队发现大尺寸的漂浮物有利于实际海上波浪能的转换，团队设计并制作了业内首个一米尺寸的波浪能摩擦纳米发电机，实现了60.82 µC 的单周期转移电荷和 1.76 cm −1 的摩擦层面积密度。同时，通过集成分段限位器装置来合理控制不同滑块，实现众多TENG单元之间的有效接触分离，具有高采能效率、高灵敏波浪响应能力、抗倾覆能力等优良性能。论文成果发表于国际材料知名期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials, 2024, 2406775，第一作者为2021级硕士生陈春金，通讯作者：万玲玉、刘官林、郭恒宇）。

团队基于多次海洋实测发现，常规海况下实际海浪波浪振幅难以为漂浮物TENG提供足够的振幅。团队提出了海面波浪振幅放大器及轻量化的四螺旋结构TENG（FH-TENG），基于杠杆原理，将海洋中的高扭矩、低振幅运动转化为低扭矩高振幅运动，分别获得60 %振幅和235 %输出电能的提升。论文成果发表于国际知名期刊《先进能源材料》（Advanced Energy Materials, 2024, DOI: 10.1002/aenm.202402781, 第一作者为2022级硕士生周炜钰，通讯作者：万玲玉、刘官林、王中林）。

在高性能波浪能摩擦纳米发电机方面，团队提出了一种基于张拉整体结构的摩擦纳米发电机（T-TENG），可使高密度叠层单元实现高效的接触分离，实现了宽带全方位波浪能的收集，相关成果发表在国际期刊《纳米能源》（Nano Energy，2023, 117, 108906，第一作者为2021级硕士生宁恒，通讯作者为刘官林）。此外，团队还设计了一种高灵敏、模块化的穿梭式混合纳米发电机（MSHG），获得了MSHG在真实海洋环境中的实时电学输出、加速度幅值特性及最概然的输出频率。这些发现为推动纳米发电机在海洋中的应用提供重要参考，相关成果发表在国际期刊《纳米能源》（Nano Energy, 2024, 125, 109546，第一作者为2021级硕士生翟丽霞，通讯作者：万玲玉、姚辉璐、翟俊宜）。

我校物理科学与工程技术学院蓝色能源团队依托学校和中科院北京纳米能源与系统研究所共建纳米能源中心，现有成员30余人，其中院士1人，国家级青年人才9人，是我国在摩擦纳米发电机海洋能领域中具有重要影响力的研究团队之一。该团队致力于推动摩擦纳米发电机（TENGs）在波浪能收集中的应用，特别是面向北部湾等海域的蓝色能源开发，在海洋能量捕获与转换、分布式能源系统、摩擦电材料与器件等方面开展系统的研究工作，取得了多项具有突破性的科研成果。