近期，我院碩士研究生甘崇早為第二作者（白泉博士為第一作者）以“A Triboelectric-Piezoelectric-Electromagnetic hybrid wind energy harvester based on a snap-through bistable mechanism”為題發表在能源科學領域頂級期刊《Energy Conversion and Management》（中科院一區TOP，IF10.4）。

1. 研究背景

風能，作為一種儲量豐富、分布廣泛且排放近乎為零的可再生清潔能源，正日益成為人類探索新能源的重要方向。通過機電能量轉換機制能夠将風能高效地轉化為電能，不僅有助于減少對化石能源的依賴，更能推動低功率電子設備和無線傳感器的自供電實現。這使得在極端環境下構建高效且穩定的自供電無線傳感器系統成為可能，為偏遠地區的實時監測和數據收集提供了可靠的解決方案，有助于提升環境監測、災害預警等領域的響應速度和準确性。為應對氣候變化、實現可持續發展提供了有力的技術支撐，為構建綠色、低碳的未來社會提供重要的能源保障。

2. 文章概述

本文提出了一種基于屈曲雙穩态機制（ST-HWEH）的摩擦電-壓電-電磁複合風能采集器，旨在作為可持續電源自供電風速傳感器。壓電能量采集器（PEH）、摩擦納米發電機（TENG）和電磁能量采集器（EMH）分别放置在屈曲梁的最大應變位置、最大接觸面積和最大位移位置，以最大化地利用其在結構空間中的優勢特性。采用反磁極機制能有效地降低系統的啟動風速和電阻轉矩。在風速為11 m/s時，ST-HWEH的複合發電單元的總輸出功率密度為83.97 W/m³。在風速為5 m/s時，ST-HWEH可以輕松點亮1000盞LED燈，并成功演示了自供電環境監測，這為基礎設施的自供電環境監測和狀态監測提供了一個切實可行的解決方案。

3. 圖文導讀

(a)極端環境下自供電環境監測的潛在應用前景，(b)ST-HWEH結構示意圖。

    （審核：覃波 鄒鴻翔 劉豪）