随着物联网技术的快速发展和广泛普及，传统电池因其污染环境、寿命有限以及人力维护成本高等缺陷不能满足未来巨量传感器网络的能源供给。而分布式能源技术具有灵活、清洁、高效等优势，适宜作为传感器网络的能源供给方案。摩擦纳米发电机作为一种高效的高熵低频能源采集装置，适宜采集分布广泛、储量极大的风能，但基于滑动摩擦层模式的旋转式摩擦纳米发电机极易形成材料磨损而输出性能下降，从而严重极大地限制其广泛应用。目前，主要通过材料改善和结构改善的方式降低材料磨损，前者主要采用低阻材料作摩擦层以降低磨损阻力，后者主要采用机械结构实现接触和非接触模式的自动切换以减少接触旋转次数，但两者均未能从源头上解决材料磨损问题。

近日，广西大学刘官林团队提出一种基于接触-分离模式的往返振荡结构的摩擦纳米发电机（RTO-TENG）。其低传动比的曲柄传动机制能够实现圆周运动到弧线摆动运动的转变，从而将随机的风能转换为稳定的电能。得益于往返摆动的设计，RTO-TENG的发电单元可以采用接触分离模式的TENG，从工作模式上降低了旋转式TENG的材料磨损，提高了风能采集器的耐久性。经过48万次循环周期后，RTO-TENG的输出电荷维持在6 μC，且循环前后PTFE膜的SEM图片对比结果显示磨损极低。经气体放电管能量管理电路调制后，RTO-TENG的输出电流高达2 mA，成功地驱动了交通道路警示灯、温湿度计等小型电子设备。RTO-TENG的提出为风能的采集提供了一种高效稳定的新思路。

图2 RTO-TENG的工作机制示意图。(a) 电荷分布的示意图。(b) 用COMSOL模拟的电势分布来阐明RTO-TENG的工作原理，(i) 分离状态，(ii) 接触状态。

图3RTO-TENG结构优化以及10个发电单元的连接方式对其输出性能的影响。

图4 RTO-TENG的稳定性测试、循环耐久性测试及匹配负载测试。

图5RTO-TENG的能量调制及电路优化过程。

Hu X, Feng J, Liang C, et al. Round-trip oscillation triboelectric nanogenerator with high output response and low wear to harvest random wind energy. Nano Research, 2023, https://doi.org/10.1007/s12274-023-5757-0.