滑动模式摩擦电纳米发电机（S-TENG）是一种有效的平面内低频机械能收集技术。然而，由于摩擦材料的表面改性和电荷激发策略不能很好地适用于该模式，近年来S-TENG的输出性能提升并未取得突破性进展。

近日， 重庆大学胡陈果教授，Hengyu Guo报道了一种新的策略，通过设计屏蔽层和交替的空白摩擦区激发电荷空间积累（CSA）来极大地提高S-TENG的电荷密度。

文章要点

1）结果表明，屏蔽层有效地防止了摩擦层界面的空气击穿，摩擦材料表面具有电荷耗散的空白摩擦区促进了电荷的积累。

2）研究人员对电荷空间积累机理进行了理论分析和实验验证。在常温下，CSA-S-TENG的电荷密度比普通S-TENG提高了2.3倍（1.63 mC m^-2）。同时，屏蔽电极还作为一个独立的电源插座对整个电荷输出做出贡献。

3）作为演示，研究人员制作了直径为10 cm的旋转CSA-S-TENG，最大输出功率密度达到1.15 W m⁻² Hz⁻¹，是以前报道的3倍。旋转CSA-S-Teng还可以在15秒内将10 μF电容器充电到5 V，并以1 Hz的频率直接为912 LEDs供电。

这项工作为提高S-TENG的电荷输出提供了一种简便有效的策略，也为高性能S-Teng的设计提供了核心指导。

He, W., Liu, W., Chen, J. et al. Boosting output performance of sliding mode triboelectric nanogenerator by charge space-accumulation effect. Nat Commun 11, 4277 (2020)

DOI：10.1038/s41467-020-18086-4

https://doi.org/10.1038/s41467-020-18086-4