中国报告大厅网讯，随着物联网和人工智能技术的快速发展，POM(聚甲醛)作为一种高性能工程塑料，在电子设备、传感器和能源收集等领域的需求日益增长。2025 年，POM 行业呈现出新的发展趋势，特别是在摩擦纳米发电机(TENG)领域，POM 的应用潜力被进一步挖掘。本文通过对基于 POM 的高效摩擦纳米发电机的设计与性能研究，展示了 POM 在新型能源收集技术中的重要作用。

  一、POM 在摩擦纳米发电机中的应用背景

  《2024-2029年中国POM市场专题研究及市场前景预测评估报告》指出，近年来，随着物联网和人工智能技术的广泛应用，众多传感器和电子设备的能源供应问题成为制约其发展的关键因素。传统的电能供应方式不仅依赖于不可再生的化石燃料，还存在环境污染和成本高昂的问题。摩擦纳米发电机(TENG)作为一种新兴的能量收集技术，能够将机械能高效地转换为电能，具有结构简单、成本低、材料选择广泛等优点。POM 作为一种高性能摩擦电材料，因其独特的分子结构和电子供体特性，在 TENG 中的应用受到广泛关注。

  二、基于 POM 的 TENG 设计与性能优化

  (一)POM 与 FEP 的摩擦电性能

  实验表明，POM 与氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)作为正负摩擦电材料时，TENG 的输出性能最优。POM 分子链中含有大量极性醚键(-O-)，表现出较强的电子供体特性;而 FEP 分子结构中含有强极性的 C-F 键，电子密度高，具有极高的得电子能力。二者在摩擦电序列中极性差异显著，有效促进了界面间电子的快速转移与积累，从而显著提高了摩擦起电的效率和电荷密度。

  (二)POM 基 TENG 的结构设计

  基于 POM 和 FEP 的优异摩擦电性能，设计了一种独立层模式的 TENG，用于收集动物运动能。该 TENG 采用易于滚动的 POM 小球和表面光滑的 FEP 薄膜作为摩擦电材料，通过动物运动时的左右摆动，实现机械能到电能的高效转换。实验结果显示，该 TENG 在 30000 个工作循环的耐久性测试中，转移电荷量不仅未降低，反而略有增长，展示出良好的环境适应性和稳定性。

  三、POM 基 TENG 的性能测试与分析

  (一)电输出性能

  测试结果显示，POM 与 FEP 组合的 TENG 在转移电荷量、开路电压和短路电流方面表现优异，分别为 195 nC、2.32 kV 和 1.47 μA。相比之下，PTFE 的输出性能最差，分别为 68 nC、1.2 kV 和 0.7 μA。这表明 POM 与 FEP 的组合在电子转移效率和电荷积累方面具有显著优势。

  (二)环境稳定性

  POM 基 TENG 在不同温湿度条件下的性能测试结果表明，其输出性能几乎不受影响。在室温条件下，相对湿度从 10% 增加到 90% 时，转移电荷量下降了 12.35%，开路电压下降了 17.72%，短路电流下降了 25%。而在不同温度下，转移电荷量、开路电压和短路电流的变化范围均在 20% 以内，充分证明了该 TENG 在复杂环境中的适应性和稳定性。

  (三)耐久性与充电性能

  POM 基 TENG 在 30000 个工作循环的耐久性测试中，转移电荷量略有增长，这可能是由于 POM 小球的摩擦作用导致 FEP 表面粗糙度增加，从而增大了有效接触面积。此外，该 TENG 在 2 Hz 的工作频率下，为 330 μF 的电容充电至 5 V 仅需 41 s，表现出优异的充电性能。

  四、POM 基 TENG 的应用前景

  POM行业现状分析指出，POM 基 TENG 的优异性能使其在多个领域具有广阔的应用前景。特别是在畜牧业智能化发展方面，该 TENG 可以有效收集动物运动能并转化为电能，为智能牧场的自驱动传感监测系统提供可靠的能源供应。此外，其良好的环境适应性和稳定性也使其适用于其他分布式能源供给场景，如海洋能、风能等的收集。

  五、总结

  本文通过对 POM 与 FEP 的摩擦电性能研究，设计并制作了一种高效的独立层模式 TENG。实验结果表明，POM 与 FEP 的组合在电子转移效率和电荷积累方面具有显著优势，能够有效提高 TENG 的输出性能。此外，该 TENG 在不同环境条件下表现出良好的稳定性和耐久性，为畜牧业智能化发展及其他分布式能源供给领域提供了一种创新性的解决方案。未来，随着 POM 材料的进一步优化和 TENG 技术的不断发展，其应用前景将更加广阔。