在能源危機的背景下，提高清潔能源在現有能源結構中的比重，特別是低品位能源的利用意義重大。目前，越來越多的學者開始研究自然環境中的能量回收，如將環境中的太陽能、機械能和熱能等轉換為所需的電能。在這些能源中，廢熱回收利用以其通用性、實用性和環境友好性等特點引起了人們的極大關注和興趣，使用熱釋電發電機(PEG)來捕獲環境熱能具有重大意義。目前，大多數關於PEG的研究都需要特殊的輔助裝置來實現冷熱交替接觸，以實現熱釋電效應。雖然專用輔助裝置可以在能量回收過程中起到關鍵作用，但輔助裝置的使用增加了PEG的複雜性並降低了通用性。此外，輔助設備還需要外接電源才能工作，大大降低了PEG的應用潛力。

　　近日，西安交通大學機械工程學院賈書海教授課題組提出了一種利用振動接觸的高效熱釋電廢熱回收方案。它由PEG和平麵螺旋彈簧巧妙連接，可以利用列車等在運行過程固有的振動來進行餘熱能量回收。該研究使用納米複合材料製造了一種高效的PEG。該納米複合材料含有多種納米結構填料，包括鈦酸鍶鋇(BST)納米顆粒和氮化硼(BN)納米片，具有優異的導熱性和高極化率。經過一係列實驗，結果表明當溫差為70K時，在5MΩ電阻負載下，最大輸出電流密度可達1.7 μA/cm2，最大功率密度為6.47 μW/cm2，PEG產生的電能可以點亮15個LED。該研究中製造的PEG的性能，尤其是最大輸出電流，對於熱釋電器件來說是一個很大的提升。此外，該研究提出了一種利用功率密度與熱通量之間的關係來研究PEG的熱電轉換效率的評估方法，該方法可將PEG的研究標準化和規範化。所開發的釋電發電機單元（PEG-unit）在實驗中電容器（1000μF）電壓在5分鍾內達到6.35V，然後成功點亮直徑為5mm的LED燈珠10秒鍾。因此，該研究的PEG可以有效地將熱能轉換為電能，可以很好地利用外部振動實現餘熱回收，而無需輔助裝置，該工作在餘熱回收領域具有很大的潛力和應用價值。

　　該研究成果以“Highly efficient pyroelectric generator for waste heat recovery without auxiliary device”為題發表在納米能源領域頂級期刊Nano Energy上。論文第一作者為機械工程學院博士生康熙龍，西安交通大學機械工程學院是唯一作者單位，機械工程學院賈書海教授為通訊作者。該項研究工作得到了國家自然科學基金、中央高校基本科研業務費等項目的資助。

　　近年來，西安交大機械工程賈書海教授課題組在柔性傳感、能量回收等方麵的研究取得了多項進展，相關研究已發表係列論文，如Advanced Science, 2017, 4(5): 1600437,(IF: 15.84)，ACS Applied Materials & Interfaces, 2018, 10(7): 6624-6635, (IF: 8.758)，Journal of Power Sources, 2019, 433. 226692,(IF: 8.247)，ACS Applied Materials & Interfaces, 2020,12(25), 28669-28680, (IF: 8.758)。