“怎樣可以形成革命性、顛覆性的技術(shù)，我們用的是藍(lán)色能源這個概念。風(fēng)能、光伏等可再生能源最大的問題是不穩(wěn)定，但海洋能源中的水波能非常穩(wěn)定，只需一點水波，就能發(fā)電，且晝夜不停。”11月2日上午，2018年埃尼獎得主王中林在“世界頂尖科學(xué)家：碳大會·未來能源發(fā)展”論壇上，描繪了一個“藍(lán)色能源夢”。

王中林介紹，“藍(lán)色能源夢”，即通過摩擦納米發(fā)電機技術(shù)采集低頻信號,將微小的機械能轉(zhuǎn)化為電能。這項技術(shù)最具想象力的應(yīng)用場景是在海洋，海洋占地球面積約71%，且海洋波動能不分晝夜、不分天氣、不擠占陸地面積，是一種環(huán)保且可持續(xù)的能源。

“藍(lán)色海洋能源的成本預(yù)算比所有的太陽能、風(fēng)能都低。”王中林對澎湃新聞（www.usamodel.cn）記者表示，藍(lán)色海洋能源的目標(biāo)是通過物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)，實現(xiàn)分布式能源的布局。以前大家都是談大颶風(fēng)發(fā)電，但摩擦發(fā)電機需要的是微風(fēng)和慢波，發(fā)電一次可以形成不同周期的使用。

王中林算了一筆賬，從理論上對輸出功率進行評估，以山東省16萬平方公里的海域面積為例，假設(shè)水深是一米，在藍(lán)色海洋能源構(gòu)想下能實現(xiàn)2TW的總發(fā)電量。山東省海域面積僅占全球海洋面積的萬分之四，藍(lán)色海洋能源還有巨大的潛力，且這個過程完全無碳產(chǎn)生。

但任何一種新興能源從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化都要經(jīng)歷諸多環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)推進，王中林表示，藍(lán)色海洋能源的實現(xiàn)還需要政府、企業(yè)更多地介入推動。

“對于今天的人工智能而言，每一個人都有自己的大數(shù)據(jù)，你可以形成自己的能量來源，你可以給自己供能。”王中林在自驅(qū)動傳感方面也提出了自己的暢想，并分享了自己的研究成果。

王中林表示，人類的能量也可以進行捕獲。通過三維正交編織，在生物和化學(xué)結(jié)合下，用微風(fēng)實現(xiàn)自供電，風(fēng)速可低到4.5米/秒，然后通過433兆赫的無線電傳輸，每18分鐘可以獲得發(fā)動一次的監(jiān)控數(shù)據(jù)。這種風(fēng)電驅(qū)動的自動供電系統(tǒng)，可以實現(xiàn)便攜式的使用，且任何動作都可捕獲到。

自供能系統(tǒng)背后離不開能量收集器。自充電可持續(xù)供能的摩擦納米發(fā)電機（TENG）就是一類新興的能量收集器件，依據(jù)接觸起電和靜電感應(yīng)的耦合作用原理，TENG能夠?qū)C械能轉(zhuǎn)化為電能。TENG的低廉、高效、環(huán)保的特征和普遍適用性使其在小規(guī)模的機械能收集和大規(guī)模的能源發(fā)電方面具有廣闊前景。

傳統(tǒng)TENG需要直接接觸和充分摩擦以產(chǎn)生更多的摩擦電荷和實現(xiàn)更高的輸出功率密度，但長期運行后可能導(dǎo)致嚴(yán)重磨損，降低設(shè)備壽命周期。

王中林院士和中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所蔣濤研究員等共同設(shè)計并制造了一種改進的旋轉(zhuǎn)摩擦電納米發(fā)電機（TENG），該發(fā)電機采用分段結(jié)構(gòu)的兔毛基軟接觸（SCR-TENG）收集低速風(fēng)能。

采用的軟生兔毛具有優(yōu)異的摩擦帶電性能，有利于降低摩擦阻力，延長器件壽命。在480000次循環(huán)后，電介質(zhì)膜表面未觀察到明顯磨損，轉(zhuǎn)移電荷沒有明顯衰減，機械能到電能的轉(zhuǎn)換效率達(dá)15.4%。

摩擦納米發(fā)電機的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括自動充電電池、應(yīng)急系統(tǒng)、氯的過濾、水波發(fā)電、生物傳感器、機器人、觸摸板、電子皮膚、可植入的醫(yī)療設(shè)備等。

王中林介紹，我們需要變革性的技術(shù)來生成能源，但是我們還需要新的儲能方式、新的能源管理方式，需要不同的系統(tǒng)相互合作，才可以形成可再生能源系統(tǒng)。

“實現(xiàn)‘雙碳’是全球的目標(biāo)，科學(xué)沒有國界，我們需要各國合作來解決人類面臨的問題。”王中林對澎湃新聞記者表示，在這次頂尖科學(xué)家論壇上，和不同領(lǐng)域的科學(xué)家一起交流，有助于為納米能源的發(fā)展打開新思路。納米能源的能源回收材料、化學(xué)物等，涉及物理、化學(xué)、工程機械、電子工程、生物環(huán)境多個學(xué)科，這是個需要全面交叉解決的大問題。

王中林是國際公認(rèn)的納米科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍型科學(xué)家、“納米發(fā)電機之父”，發(fā)明了壓電納米發(fā)電機、摩擦納米發(fā)電機和自驅(qū)動納米系統(tǒng)技術(shù)，實現(xiàn)了把散落在環(huán)境中的低頻機械能收集轉(zhuǎn)化為電能，為微納電子系統(tǒng)發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)能源自給和自驅(qū)動提供了新途徑。