近日，浙江师范大学工学院鄂世举教授课题组在能源领域的顶级期刊Nano Energy（IF=19）发表研究论文“Fatigue-Resistant High-Performance Dielectric Elastomer Generator in Alternating Current Method”。浙师大工学院副教授徐子盛等为第一作者；鄂世举教授与中科院纳米能源所王中林教授为共同通讯作者，浙江师范大学为论文第一署名单位。

介电弹性体发电机（DEG）是一种柔性可变电容型发电机，具有在静态和半静态状态下高能量转换效率等性能优势，特别适用于低频和具有随机性运动模式的能量收集领域。在前期工作中，本团队开发了一种交流模式无源化介电弹性体发电机（AC-DEG），该型发电机既摆脱了外接电源的限制，又保证了高电学性能（Advanced Science，2022，9（18）：220109）。而要实现DEG的商业化，必须解决另一个关键问题：DEG的耐疲劳性，即寿命问题。目前相关研究很少，主要原因是传统DEG在保持高电学性能的同时需要高电压和大拉伸形变，这使得提高寿命与保持高性能难以兼顾。针对该难题，本团队基于理论分析和大量实验，通过系统优化结构参数，以减小形变和电压、提高电容容量的方法成功实现了兼具高耐用性和高电学性能AC-DEG的研发。通过100万次的连续工作循环测试，其能量密度变化和转移电荷量仍保持在100 mJ/g和4.6 mC/m2以上 ，验证了该型AC-DEG的稳定性和耐用性；同时实现了为商用锂离子聚合电池（20-50 mAh）有效充电，如图1所示。

图1 a,b AC-DEG的频率适用性; c,d 湿度稳定性; e,f 双85老化测试前后性能; g在常规环境条件下100天的稳定性; h 连续循环运行100万次性能变化; i 为商用锂离子聚合物电池充电

鄂世举教授团队针对该领域的研究始于2007年，获得5项国家自然科学基金、5项省部级项目、1项市重点研发项目的连续支持，目前基于AC-DEG已开发了用以收集人体机械能、低速风能和波浪能的原型机。本项工作为推进AC-DEG的商业化应用更进一步。

编辑：盛灿灿