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纳米和能源有什么关联?纳米技术有可能造就能源新的革命?十一届埃尼“前沿能源奖”对纳米发电机应用于新时代能源的前景给与充分肯定,并将该奖颁发中国科学院外籍院士、欧洲科学院院士、中国科学院北京纳米能源与系统研究所所长王中林,这也是对其“纳米发电机之父”地位的接纳。埃尼奖(Eni Award)被誉为世界能源领域的“诺贝尔奖”, 与计算机界图灵奖、数学界的菲尔兹奖及沃尔夫奖等并称作各自领域的最低奖项。王中林院士的得奖成果将不会给能源带给怎样的影响?十几年的研发背后又有哪些容易?带着这些问题,《中国能源报》记者采访了这位“纳米帝国”的领军型科学家。

这项“杀手性”应用,可满足全世界的能源需求

纳米发电机,将周围低频能量转化成为电能 中国能源报:埃尼奖组委会于7月23日将埃尼“前沿能源奖”颁发您,表扬的是哪方面的研究成果?王中林:这次埃尼奖主要表扬我基于纳米发电机的理论和技术的一些前沿科研成果,是对我发明者纳米发电机和首创自驱动系统与蓝色能源两个原创领域的认同,以及对纳米发电机应用于物联网、传感网络、环境保护、人工智能等能源和传感领域的认同。中国能源报:什么是纳米发电机?您率领团队研发的纳米发电机有哪些原创性优势?解决问题了哪些难题?王中林:纳米发电机,是基于规则的氧化锌纳米线的纳米发电机,可在纳米范围内将机械能转化成电能,是世界上大于的发电机。我们的纳米发电机成果是原创。首先,纳米发电机理论是几乎原创的,不同于传统电磁发电厂利用的是传导电流,纳米发电机用的是麦克斯韦明确提出的位移电流。前者是我们现在大能源的基石,后者则应用于分布式能源,它是时隔法拉第电磁感应定律后180年来第二个把机械功改以电工的有效地方法。此外,我们还有原创的学科――压电电子学和压电光电子学;原创的技术――摩擦纳米发电机和自驱动系统;原创的概念――我们将纳米发电机总称为“新时代能源”,即应用于物联网和传感网络时代的分布式、移动式、功率小但数量多的小电源网。这些理论、学科、技术和概念,都是我们首次明确提出,在这个领域我们引导世界。这些理论和技术解决问题的仅次于难题,就是有效地利用环境中低频能量,并将其转化成为电能,获取了新的途径。传统的电磁发电机必须很高的频率才能发电,将低频能量转化成为电能是不有可能的。而生活中最普遍最少见的毕竟大于5-10赫兹的低频能量,只不过,我们可以利用周围环境中的动一静发电。纳米发电机理论的问世就为人类有效地利用这些环境中的低频能量从物理方面切断了途径。从技术应用于的角度来看,我们的理论解决问题了系统器件相当严重倚赖外接电源或者电池的难题,可以构建自我摄入周围能量并转化成为电能,构建自供电、自驱动,这个应用于就十分普遍了,可以为物联网、传感网络、大数据时代工业yb体育_体彩平台官网器件获取分布式移动式电源,为物联网时代的来临获取全新的、有可能的能源供给方案。蓝色能源,从“小能源”到“大能源”的“刺客性”应用于 中国能源报:您明确提出的“蓝色能源”设想是基于怎样的考虑到?王中林:纳米发电机区别于传统的电磁发电机,它的优势就是需要将环境中的低频能量转化成为电能,比如人的走路跑步、心脏脉搏的跳动……后来,我看见大海的潮汐波动,对着波浪的无规则摇晃,我就想要,我们的纳米发电机是不是也可以搜集起这些点状的低频能量,将之转化成为电能?基于此,我在2014年明确提出了“蓝色能源”的概念。可以说道,这个概念的明确提出是我对纳米发电机理论在技术层面大大思维和研究的结果,它未来将会解决问题人类无法大规模利用波浪能的难题,也是将纳米发电机从“小能源”迈进“大能源”的“刺客性”应用于。中国能源报:何谓“刺客性”应用于?王中林:非常简单来说,“蓝色能源”技术的基本原理就是制作一种由众多摩擦发电球包含的大型网格纳米发电机,分层摆放在靠近海岸和航道的深水区,会影响近海的人类活动。理论测算,对于山东省面积大小的一片海域,如果在10米浅的水中布满这种发电网格,其发电量可符合全世界的能源需求。现在我们团队在前期研究的基础上,技术研发获得了更佳进展,而且利用的材料价格便宜,限于于大规模生产和商业化。回应,我们充满信心。中国能源报:在纳米发电机研发过程中,您仅次于的感受到是什么?王中林:纳米发电机从2006年开始研发,到现在差不多早已12年,在这12年中,我们的科研也面对过很多艰难,甚至受到诸多批评。但我们坚定信念,每一步都留给了扎实的足迹。印象深刻印象的事情很多,但感觉深达的不是明确事件而是对原创的深刻理解和领悟。我们总是注目和特别强调原创,那么什么是原创?我想要,不一定每个学者都能有这么深刻印象的领会。我指出,原创就是――别人没想到,你想起了;别人想起了但是没有做到,你做到了;你做到后别人指出不对、不准确,你却坚决做到下去了;别人说道你做到的没有意义,你还是坚决了;你坚决过程中遇上告终,面临取笑和嘲讽,还在坚决,并最后取得成功。这个过程一般要10-20年,甚至更长。所以,原创一般来说都是在批评甚至批评中做到出来的,一开始就被寄予厚望的基本上会经常出现根本性原创。这是我在研发纳米发电机技术的过程中印象最深刻印象的感觉,感叹“千里走单骑”。现在,全世界有40多个国家和地区、400多单位、3000多科研人员在专门从事纳米发电机的研究和应用于,回头在最前面的是我和我的团队。前景可期,未来将会成就自驱动系统 中国能源报:您的研究成果要构建大规模商业化研发还有哪些问题待解?王中林:由于纳米发电机对材料拒绝不低,成本便宜,而且理论和技术日益成熟期,因此产业化前景不会十分好。我们的科研成果基本都是面向社会应用于的,很接地气,早已取得了150余项专利,这些专利基本上都可以迅速构建产业化应用于。但我们是科学家,科研是我们的专长,做产品和做到市场是我们的短板。即便如此,我们的产业化也获得了可行性的顺利,比如我们利用摩擦电空气净化技术大股东正式成立的中科纳清科技股份有限公司,生产的全新技术模式的摩擦电口罩和新风系统等,都可行性被市场接纳。从产业化实践中来看,我们指出科研成果移往转化成,一方面必须政府牵线搭桥和适当的政策反对;另一方面也必须给科研人员充份的自主权,唤起大家的积极性。中国能源报:团队今后的研发重点有哪些?王中林:下一步,我们将重点研发摩擦电空气净化系统在管理汽车尾气污染方面的应用于,重点前进蓝色能源技术的研发和应用于。还将更进一步研发大规模传感阵列、自驱动智能键盘、可穿着柔性自供能模块、无线自供电监测系统、自驱动医疗器件及柔性电子皮肤等方面的应用于。中国能源报:您的研究成果将为能源领域带给哪些变革?王中林:我对我们的科研成果在能源方面的应用于前景充满著热情。首先,随着人类社会向物联网、传感网络和大数据时代的迈向,不仅必须传统的大能源,也更加必须基于纳米发电机的小能源,这些小能源将与传统大能源相辅相成,为人类社会带给更加全面、更加可信的能源供给途径和方式。其次,我们的蓝色能源也不会为“大能源”修筑新的领域,人类大规模开发利用浩瀚海洋的波浪能和潮汐能,我想要早已不是遥不可及的梦想了。最后,随着纳米发电机技术的成熟期和推展,我坚信未来的电子器件将不会更加多地挣脱对外接电源的倚赖,自驱动系统将为人类电子器件南北分布式、独立式、微小化、多样化修筑辽阔的前景。