基于金属玻璃的摩擦纳米发电机

表面磨损是摩擦纳米发电机（TENG）固/固界面中的主要障碍，严重影响其输出性能和稳定性。为减少机械输入和表面磨损，研究人员探索了固/液界面替代方案；然而，其电荷产生能力仍低于先前报道的固/固界面 TENG。因此，获得具有高表面电荷产生能力和低表面磨损的摩擦电界面仍是一项技术挑战。在此，我们采用金属玻璃作为一个摩擦电界面，并证明其可将摩擦起电效率提高高达 339.2%，同时提升输出性能。通过力学和电学表征，我们表明与铜相比，金属玻璃具有更低的摩擦系数和更优异的耐磨性。由于其低原子密度和晶界的缺失，所有样品均表现出高于铜的摩擦起电效率。此外，该器件还表现出优异的耐湿性。在不同气压下，我们还表明基于金属玻璃的摩擦纳米发电机可以接近电荷产生的理论极限，比基于铜的 TENG 高出 35.2%。其峰值功率密度达到了 15 MW·m-2。简而言之，这项工作展示了一种具有高摩擦起电效率且耐湿耐磨的金属玻璃基 TENG。