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单电极水滴发电机（SE-DEG）的应用分析1.1SE-DEG在充电特性为了进一步评估SE-DEG的储存电量特性，按照如图4-1搭建桥式结构图用于驱动能量储存单元，得出不同电容器的充电曲线，结果如图4-2所示。桥式结构的原理是当输入为正半周期时并数值大于电容两端电压时，其中两个二极管导通，对电容进行充电，否则进行放电。依据测量结果，PTFE表面的SE-DEG可用1000s将2.2uf电容充电至5V，石头表面的SE-DEG可用400s将0.22uf电容充电至2V。该结果证明虽然充电能力和续航能力存在一定程度的差异，但SE-DEG具备在任意表面的发电的能力，并且可以存储能量以备后续使用[11]。作为水滴动能收集器,SE-DEG突破了空间的限制，具有在任何地方将水动能转化为电能的巨大潜力。SE-DEGSE-DEG测量设备测量设备图4－1SE-DEG的充电原理图Figure4-1ChargingschematicdiagramofSE-DEG图4－2两种表面对不同容量电容的充电曲线(左图为PTFE表面，右图为石头表面)Figure4-2Chargingcurvesfordifferentcapacitanceoftwosurfaces(PTFE:leftStones:right)1.2SE-DEG的应用1.2.1清洁电源SE-DEG作为水能收集器，具有在任何地方将水能转化为电能的巨大潜力。通过在不同场景不同表面下布置SE-DEG，可以设想通过液滴发电机实现水能大规模收获的前景。野外的石头，树叶上的露水，山脉里的溪流，都可以作为SE-DEG的发电场所；城市中的自来水，矮房的屋檐，公园的长凳，也都将是SE-DEG收获水能的地点。在此基础上，大规模的水力发电也不必依靠高频下的水流，低频下的水力资源将被利用起来，避免了工业制备时存在的污染问题，实现真正的100%无污染水力发电。1.2.2可穿戴设备供电SE-DEG独特的设计结构使它可以应用在液体与固体接触的不同表面上，充分利用低频下的液体和固体摩擦发电。此结构可应用的液体范围更加广泛，例如酸雨、石灰水、汗水、泪水等。随着心跳检测仪等各类可穿戴设备的高速发展，传统的可穿戴设备里的电池体积大，需定时更换，不够灵活。SE-DEG为可穿戴电源提供了新的思路，也就是基于汗水与固体表面摩擦制作可穿戴供电设备。这类可穿戴设备可以有效的避免传统电池带来的污染，同时可以无视时间地点差异进行持续充电。1.2.3自驱动传感器SE-DEG简单的结构和稳定的输出特性使得它可以用于传感器研究。在生物力学检测领域和船舶水位监测领域，传统的传感器技术研究已经采用摩擦纳米发电机[12]，但这类自驱动传感器结构较为复杂，设备制作要求高。SE-DEG具有自驱动的特点，输出特性稳定的同时具有高经济效益，对于船舶工业等与液体相关的传感器产业具有广泛的通用性，例如制备

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