可擷取雨水、風、人體運動的布質摩擦奈米發電機Waterproof-Fabric-based Multifunctional Triboelectric Nanogenerator for Universally Harvesting Energy from Rains, Wind, Human Motions as Self-Powered Sensors

期刊名稱 Advanced Science
發表年份,卷數,起迄頁數 2019, Adv. Sci. 2019, 1801883
作者 Ying-Chih Lai,* Yung-Chi Hsiao, Hsing-Mei Wu, and Zhong Lin Wang*
DOI: 10.1002/advs.201801883

 台灣屬於海島型氣候，充斥著風吹、雨水等豐富的大自然資源，但卻尚未存在可以有效利用這些綠色能源的技術！傳統發電機不僅造價昂貴、笨重且體積龐大，能有效利用的能量也受到極大限制。因為要推動巨大的發電機扇葉需要十分龐大的力，而一般天候條件卻無法輕易滿足該需求。因此，這類發電機通常都受到區域性，以及地方氣候的限制，使得這些豐沛的大自然資源無法被有效利用。
  除此之外，布料隨處可見，且被製成各種具有不同功能的產品，如：宣傳用的旗幟、遮風擋雨的雨衣，以及提供保護功能的衣物。它們頻繁接觸風吹、雨打，以及人體運動等多種機械能。如果有一種技術，可以使得這些布料有能力擷取這些豐富的能量，並轉換成可使用的電能，那將能有效提升綠色能源的發電量。
    以此做為發想，中興大學材料工程與科學系賴盈至教授所帶領的團隊-先進元件實驗室，以「可擷取風吹、雨打，及人體運動機械能的摩擦奈米防水發電布料」，榮登國際期刊Advanced Science (DOI：10.1002/advs.201801883，影響因子：12)。
團隊成員包含蕭勇麒、吳幸玫，藉由元件的材料選擇，以及結構設計，成功開發出可利用自然的靜電產生電能的摩擦奈米發電布料。該布料可以擷取大自然常見，卻無法被有效利用的微弱機械能，如：風吹、雨水拍打(圖1.)，以及人體運動(圖2.)等，轉換成有用的電能。它可以製成生活常見的旗幟、雨傘、雨衣、遮雨棚，以及衣物。達成無時無刻、隨時隨地都能發電的目標。
更進一步，透過機械能轉換電能的特性，成功開發出不需電源供給的自驅動感測器，利用手指按壓產生的電訊號即可操控手機、電腦等裝置(圖3.)。為日後智慧衣物的發展打開了一道新大門。
在未來，也有機會研發出利用人體運動替穿戴電子充電，配合無須供電即可