上海仪器仪表展注意到，在应对气候变化的过程中，精准掌握二氧化碳（CO₂）排放量一直是环境监测领域的关键需求。然而，传统 CO₂监测系统长期受限于供电方式 —— 要么依赖需要定期更换的电池，要么受限于有线电源的安装范围，这不仅增加了维护成本，还让许多偏远或复杂环境下的监测工作难以推进。如今，来自韩国科学技术院（KAIST）和中央大学的联合研究团队，成功打破了这一限制，开发出一款无需外部电源的自供能无线 CO₂监测系统，相关研究成果已发表在国际知名期刊《Nano Energy》上。

这款创新系统的核心动力来源，是一种名为 “惯性驱动摩擦电纳米发电机（TENG）” 的装置。其工作原理巧妙利用了环境中无处不在的微小振动 —— 无论是工业生产中的设备运转，还是管道传输过程中产生的轻微震动，只要振幅在 20 至 4000 微米、频率在 0 至 300 赫兹范围内，都能被该装置捕捉并转化为电能。为了提升能量收集效率，研究团队还进行了关键技术优化：他们将弹性弹簧与四级堆叠结构的惯性驱动 TENG 相结合，通过诱导共振效应放大微弱振动的能量。经过测试，在频率 13 赫兹、加速度 0.56g 的条件下，该系统能稳定输出 0.5 毫瓦的功率，足以支撑 CO₂传感器的定期监测工作，以及低功耗蓝牙通信模块的数据无线传输。

“要实现高效的环境监测，必须突破电力供应的限制，打造能持续运行的系统。”KAIST 电气工程学院的权京河教授作为团队负责人强调。他进一步解释，此次研发的自供能系统，不仅实现了 CO₂浓度的定期测量与无线数据传输，更重要的是，它摆脱了对外部电源的依赖，为环境监测设备的安装和应用提供了极大灵活性。无论是工业厂区的管道沿线，还是偏远地区的生态环境监测点，这款系统都能轻松部署，且无需频繁维护电池，大幅降低了长期监测的成本。

值得关注的是，这项技术的潜力不止于 CO₂监测。权京河教授指出，该系统的自供能核心模块具有很强的扩展性，未来有望成为集成多种环境传感器（如温度、湿度、有害气体传感器等）的基础性平台，为构建全方位、无死角的自供能环境监测网络奠定基础。参与这项研究的核心成员还包括 KAIST 的硕士生张圭琳，以及中央大学的硕士生丹尼尔・马纳耶・提鲁内赫，两人共同担任了相关论文的第一作者。

上海仪器仪表展认识到，随着全球对气候变化应对力度的不断加大，这款自供能无线 CO₂监测系统的出现，无疑为环境监测技术的升级提供了新方向。它不仅解决了传统系统的供电痛点，更以创新的能量收集方式，为环保领域的 “黑科技” 应用打开了新的想象空间。

来源：网易

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