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随着全球经济的快速发展，化石能源、水资源作为经济的资源载体，其消耗也越来越快，不久的将来我们必然会面临能源危机，且我国淡水资源短缺现状显著，制氢成本高、利用率低，海洋事故多发，严重污染了海洋原有的生态平衡，这些都是威胁我国可持续发展的大问题。 本文提出了一种新型的发电方式，即摩擦电纳米发电机(TENG)，与传统的电磁感应式发电原理完全不同，它直接从环境中收集机械能并转换为电能，在摩擦起电和静电感应的协同作用下，实现电信号的有效输出。同时结合我国国情，提出了自驱动海水淡化系统、自驱动海水电解系统和自驱动海洋杀菌灭藻系统。实验结果显示，旋转式TENG的短路输出电流为3.3mA，大规模组装拱式TENG的短路输出电流为4.8mA;自驱动海水淡化系统在3小时对0.5M盐溶液的淡化率为8.2％;自驱动海水电解系统在3小时对浓盐水的电解制氢率为2.6×10-5 mL·s-1;自驱动海水杀菌灭藻系统对大肠杆菌、粪链球菌和溶藻弧菌三种有害菌的杀灭率可超过99.9999％，对混合海藻溶液的去除率也很高。 本文在原有TENG的基础上，做出适当的结构改进和电路设计，提高发电机的性能，并着重研究纳米发电机在海洋能源环境中的应用。通过从无限海水中收集能量，转化获得饮用水和氢气能源，有效处理了海水细菌和藻类污染。考虑到该系统的极低成本和独特应用性，它能够在能源缺乏地区和水污染严重地区获得广泛应用。这是迈向自驱动环境科学的重要一步。