海洋浮标是一种新型现代化的海洋综合观测平台,对海洋水文气象预报、船舶航行安全保障和海洋资源开发起着重要作用。由于海洋环境十分复杂,海洋浮标的持续稳定供电问题亟待解决。目前海洋浮标的供电方式主要为蓄电池和太阳能电池板联合供电,但是光伏系统受限于天气因素,晴天时会出现过充电,阴雨天则会供电不足甚至断电。海洋波浪能作为一种能流密度大、分布范围广的可再生能源,大量存在于浮标工作的海洋环境中,就地取材利用海洋波浪能为浮标供电,实现海洋浮标自供能工作具有重大的理论和现实意义。目前中国、美国和英国等海洋大国在大型波浪能转换装置研究方面开展了大量工作,但是这些装置受限于成本高、体积庞大等问题,并不完全适合与海洋浮标集成结合。因此,亟需研究适用于海洋浮标的新型高效波浪能采集技术。摩擦纳米发电机基于麦克斯韦位移电流原理,将静电感应与摩擦起电相结合,可以高效收集无规则的低频机械运动（如振动、波浪）产生的能量并转化为电能。由于具有质量轻、成本低、结构多样和低频能量收集效率高的特点,摩擦纳米发电机十分适合与海洋浮标相结合。本文提出了一种新型可堆叠三明治结构的摩擦纳米发电机（Stackable Sandwich-like Triboelectric Nanogenerator,S-TENG）,并将其集成于海洋浮标内部作为供电模块,在浮标工作的同时持续将工作环境中的波浪能转化为电能,并为浮标内部所搭载元器件供电,实现海洋浮标自供能工作。本文主要研究内容与结论如下:首先,通过理论分析,设计了可集成于漂浮式海洋浮标内部并可高效收集波浪能的新型可堆叠三明治结构摩擦纳米发电机（S-TENG）,并进行了波浪模拟实验台受迫运动实验,验证了S-TENG发电单元可在不同频率与振幅的波浪条件下高效地收集波浪能。同时探索了影响S-TENG发电单元输出性能的相关因素,如波浪频率、运动振幅、来流方向、发电单元内部层间距等,并研究了S-TENG对电容充放电特性及其功率负载特性。其次,为进一步增加整体电能输出,本文研究了1-7个S-TENG发电单元的并联输出特性。实验结果表明,在S-TENG作为电流源的基础上,随着并联的S-TENG发电单元数量增加,短路电流Isc、转移电荷量Qsc以及最大输出功率都呈线性增加趋势,即增加并联发电单元数量可有效增加整体的电能输出,为其与浮标集成满足海洋浮标内部所搭载元器件用电需求打下基础。最后,将7个呈正六边形并联排列的S-TENG发电单元作为供电模块,与浮标模型集成并密封,并在模拟海洋环境的线性波浪水槽进行了性能测试,探究了不同水动力参数（包括波浪频率,波浪高度,来流方向和系泊方式）对自供能浮标电能输出的影响。实验结果显示,在波浪频率为0.96Hz,波高为6cm条件下,自供能浮标在波浪作用下运动可持续为12W高亮LED灯环供电,实现自供能工作。本文依据摩擦纳米发电机优异性能,结合现有海洋波浪能采集与海洋浮标监测背景,采用了先进的科学技术并系统地进行了实验研究,提出了一种新型自供能海洋浮标,为海洋智能传感网等科研项目的自供能提供了新思路。