对话王中林院士：聚焦未来能源，把“到处都有的微小能量”变成电

心脏起搏器可以实现自驱动，不需要换电池；穿戴式设备可以利用人体活动发电自动充电；铁轨震动、汽车行驶产生的能量都可以利用，用来监测铁路交通状态……在碳中和从目标走向落地的当下，中国科学院北京纳米能源与系统研究所所长，中国科学院外籍院士，爱因斯坦世界科学奖、全球能源奖获奖者王中林研发的这条技术路线的重要性，正在被重新认识。

9月17日至18日，2026北京绿色发展论坛在北京城市副中心举行。论坛期间，新京报记者就高熵能源、摩擦纳米发电机及应用场景等问题采访了王中林。今年6月，他刚刚被授予北京市突出贡献中关村奖。

王中林表示，绿色发展需要宏观破题，但更需要一线研究和具体、工程化的核心技术来支撑。他原创加引领的发明“摩擦纳米发电机”，可将环境中分布的低频次、低幅度机械能转化为电能。虽然目前单个器件产生的电力比较小，但这项技术最大的优势是选材无限，能源与传感俱有，能够为绿色可持续发展提供技术支撑，与传统发电技术形成互补，并对未来能源起到促进作用。

发展高熵能源可助力未来可持续发展

新京报：你把能源分成了“高熵”和“低熵”两类，能不能通俗解释一下二者的区别？

王中林：能源的形式有很多，最主流的能源叫化石能源，比如煤、油、气，它们密度高、质量高、有序度高，但存量有限。与之相反，生活中分布广、密度低、无序度高，但是量大、无处不有的能源，可称之为“高熵能源”，例如微风能、水波能，人和交通工具的活动带来的震动能等。

过去主要依赖化石能源，但是随着化石能源的耗尽，我们必须发展绿色能源，这是可持续发展的必由之路。对于散落在环境中、适用于物联网和人工智能的分布式能源，需求和技术是并举的。未来的传感器网络包括基础设施监测、可穿戴设备、海洋浮标等，每个用电量不大，但数量极多。靠拉电网或者换电池，在成本上和操作上都不现实。现在到了时间关口，发展高熵能源是我们未来可持续发展非常重要的方面。

新京报：你研发的摩擦纳米发电机，如何收集高熵能源？

王中林：摩擦纳米发电机是我们原创加引领、全世界首创的技术。起初的想法是让物联网中分布广、密度低但无处不有的传感装置能够产生能源。20年前，我开始和学生做这个研究，现在有些已经走向产业应用。

原理基于自然界最普遍的现象——摩擦起电。摩擦一定产生电荷，但过去只叫“起电”，没有做到“发电”。我们在原理上突破，把起的静电用来发电，所以叫摩擦纳米发电机。摩擦起电处处都有，人们在外面行走，也属于摩擦起电。我们利用摩擦起静电所产生的电荷在空间的变化引起电场变化，把机械功转化为电功。不用磁铁、不用线圈，只需要一般介质材料，比如衣服的布料。把放电现象变成能源，就实现了能源处处有，正好适用于物联网和人工智能时代。

目前，跟随我们做这项研究、发表文章的学者有3万多名。

摩擦纳米发电机可应用于健康医疗、低空经济等场景

新京报：摩擦纳米发电机有哪些应用场景？

王中林：第一大应用是交通网、管道网、物联网上的传感网络，技术已经比较成熟。近年来，山体滑坡频发引起高度关注，因此我们需要构建传感网络，对气候变化引起的自然变化进行监测。每个传感器对电量需求不大，但传感器数量庞大，技术可以解决这一问题。

在健康医疗领域，穿戴式设备、植入式生物器件同样需要持续供电，我们团队把这项技术与心脏起搏器结合，成功实现植入式心脏起搏器的人体自供电技术落地——依托人体呼吸、肌肉活动产生的微弱机械能，转化为电能，为植入设备持续供能，不需要换电池。在智能体育领域，可以用于体育监测、康复。智慧农业方面，可以对农业湿度、温度数据进行大范围收集。

低空经济方面，飞机飞行中速度会变化，风力不稳时会出现湍流现象。湍流监测历来是难题，可以计算、可以模拟，但怎么实时监测始终是个问题。团队利用这项技术发展出一种新型传感方案，可以提供更精确的监测。

人工智能不只是大语言模型，世界模型和人的活动密切相关，比如人讲话的形态、姿势都是数据，这项技术可以把相关行为数据搜集起来进行分析，这就是智能键盘的概念。该技术还可以将海洋波浪能转化为稳定可靠的“蓝色电力”，目前项目向着千瓦级示范应用的目标迈进。

摩擦纳米发电机可以分立，也可以部署在设备当中；可以做得很小，也可以做得很大，因为积少成多。

一句话概括，有“动”的地方就有能源，这就是摩擦纳米发电机独特的地方。未来，技术仍然需要国家相关政策的扶持、专项资金的支持，推动行业发展，也希望投资者真正看到未来能源的市场。

新京报记者 张璐

编辑 刘梦婕 校对 李立军