摘要：为研发高效获取波浪能的滚动式摩擦纳米发电机(TENG),针对其内部机械结构提出一种基于多孔聚合物包覆的中空振子结构球形TENG,用于收集水体环境的中低频振动机械能。借助绿色无污染的糖模板工艺,在球形骨架外表面原位聚合多孔硅胶包覆层(厚度<10 mm),并与铝电极、聚酰亚胺薄膜和亚克力球壳组装球形TENG以收集低频不规则的振动能。采用扫描电镜对该包覆层结构进行表征,其孔隙结构有利于振子与聚酰亚胺介电层之间的接触和摩擦,与实心和全泡沫结构振子相比功率输出更大,共可点亮26个功率约为0.06 W的直插式LED灯,同时多孔包覆层结构大幅提升了球形滚动式TENG的开路电压(84 V)和短路电流(13μA)。此外,利用Comsol仿真分析结果对该结构纳米摩擦发电机的工作原理进行讨论,为球形TENG的优化设计和最终走向实用化提供了新途径。