為推動我國電氣工程領域的科技進步，鼓勵創(chuàng)新性研究，促進青年專業(yè)人才成長，中國電工技術學會開展中國電工技術學會優(yōu)秀博士學位論文推薦與評選工作。

　　王季宇，現(xiàn)任清華大學深圳國際研究生院博士后，分別于2013年、2019年獲得重慶大學電氣工程專業(yè)工學學士和工學博士學位，2016-2018年在美國佐治亞理工學院進行博士生聯(lián)合培養(yǎng)。入選2021年深圳市海外高層次人才，榮獲重慶市優(yōu)秀博士畢業(yè)論文；主持國家自然科學基金青年項目1項，省部級科技橫向項目2項，主研國家重點研發(fā)計劃項目1項；發(fā)表AEM，AFM，ACSNano等高水平SCI論文23篇，其中一作/通訊作者8篇，論文總引用835次，1篇ESI高被引論文，1篇NanoEnergy封面文章。

　　獨立層式摩擦納米發(fā)電機的結構與原理設計及自驅動系統(tǒng)的構建

　　廖瑞金教授

　　重慶大學

　　在以物聯(lián)網(wǎng)技術為核心的信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展浪潮下，個人移動設備及傳感設備不斷沿著微型化、智能化、共享化及網(wǎng)聯(lián)化的方向發(fā)展。數(shù)以百億計的傳感設備通過網(wǎng)絡連接在一起，構成了物聯(lián)網(wǎng)的基石。

　　物聯(lián)網(wǎng)傳感器本身具有的低功耗、分布式的特點從一定程度上增加了傳統(tǒng)高密度、集中式能源為其供能和維護的成本，因此環(huán)境能量采集技術將勢必成為物聯(lián)網(wǎng)供能的重要手段。摩擦納米發(fā)電機作為一種新型機電能量轉換裝置，具有結構簡單、材料多樣、轉換效率高等優(yōu)點，具有長足的發(fā)展?jié)摿Α６谀Σ良{米發(fā)電機的四種工作模式中，獨立層式在應用方面的優(yōu)勢更為顯著。

　　論文以獨立層式摩擦納米發(fā)電機為研究對象，根據(jù)風能、波浪能及環(huán)境振動能等三種不同能量形式，分別提出不同能量形式下的獨立層式摩擦納米發(fā)電機結構和原理設計，研究摩擦納米發(fā)電機的輸出性能及影響因素并優(yōu)化結構參數(shù)，構建相應的自驅動系統(tǒng)并對其相關性能開展研究。

　　論文先后提出了：

　?。?）風能驅動的獨立層式摩擦納米發(fā)電機的結構與原理設計，首次引入了以柔性摩擦介質為基礎的軟摩擦模式，增強了器件輸出性能、動力學性能以及耐久度，構建了基于風驅式摩擦納米發(fā)電機的高壓等離子體與電化學回收自驅動系統(tǒng)；

　?。?）波浪能驅動的獨立層式復合摩擦納米發(fā)電機的結構與原理設計，實現(xiàn)摩擦納米發(fā)電機和電磁式發(fā)電機輸出特性的有效互補，并將復合式發(fā)電機的工作范圍擴展至寬頻率寬負載域；從結構設計與優(yōu)化的角度，首次提出了用于評估自驅動能量轉換效率的新概念，用于揭示能源轉換環(huán)節(jié)中能量傳遞損耗機制；同時分析獲得了金屬—聚合物接觸帶電的機理；

　　（3）振動能驅動的獨立層式摩擦納米發(fā)電機的結構與原理設計，實現(xiàn)摩擦納米發(fā)電機在流體態(tài)介質填充下進行穩(wěn)定、長期的直流信號輸出，揭示了液體—聚合物介質接觸帶電機理分析，首次研發(fā)了對液體介質有機物成分分析及含水量測量的自驅動系統(tǒng)。

　　本論文的研究成果對摩擦納米發(fā)電機的結構與原理設計提供了理論支撐，改善了當前獨立層模式下摩擦納米發(fā)電機設計及自驅動系統(tǒng)應用中存在的不足，極大地增強了能量轉換效率和設備輸出性能，豐富了自驅動系統(tǒng)應用模式，為基于微納能源技術的自驅動系統(tǒng)研發(fā)與構建提供了發(fā)展方向，同時對提高能源互聯(lián)網(wǎng)建設智能化程度具有重要學術意義與實用價值。

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