开发和利用可再生能源是解决能源短缺问题的重要途径。摩擦电纳米发电机（Triboelectric Nanogenerator,TENG）是一种将摩擦机械能转化为电能的新型能量转化器件。液滴和水流在日常生活中随处可见，利用其流动产生能量是当前的研究热点之一。
　　传统TENG器件通常基于平面基体，而液体通常依附于管道为传输载体。利用管道内液体流动来获取能量的研究较少，这是由于传统平面摩擦层材料及表面改性方法并不适用于结构复杂、空间狭小的管基体内表面。本课题提出利用二氧化钛（TiO2）纳米管疏水涂层构建单电极液基摩擦电纳米发电机（Liquid-TENG），并研究了流体和管道特性对管式单电极L-TENG输出性能影响。
　　本课题首先基于平面钛基体构建了片状单电极L-TENG器件，探讨了TiO2纳米管疏水涂层作为摩擦层的可行性，研究了TiO2纳米管结构对器件性能影响，为TiO2纳米管结构在管式器件的应用奠定基础。实验结果表明，采用方波脉冲电压进行阳极氧化制备管长小于2μm的TiO2纳米管涂层，可以提高单电极L-TENG的输出性能。基于TiO2纳米管的器件短路电流和输出电压分别为~2.8nA和~260mV，其输出性能明显优于不含TiO2纳米管器件。以传统摩擦材料和TiO2纳米管疏水涂层分别构建单电极L-TENG，两种器件的输出规律相同，证明了TiO2纳米管疏水涂层可以作为L-TENG摩擦层材料。
　　利用同轴阳极氧化法在钛管内表面制备TiO2纳米管阵列涂层，经低表面能有机物修饰获得超疏水特性。构建了水滴驱动管式单电极L-TENG，验证了TiO2纳米管疏水涂层作为摩擦层的可行性，提高了L-TENG的输出性能。通过水流驱动管式单电极L-TENG，实现了直接捕获管道内液体流动能量。结果表明，L-TENG的输出性能随流速的增加而增大，当钛管基体长度为6cm时，L-TENG的输出性能最好。本项目为构建管式单电极L-TENG奠定了一定的理论和实验基础，对管道内流体测速、堵塞探测等方面应用开发提供了新思路。