近日,北京航空航天大學(xué)機(jī)械學(xué)院陳華偉課題組在《Nano Energy》上發(fā)表了用于液滴能量收集的柔性摩擦納米發(fā)電機(jī)(TENG)新進(jìn)展,論文題目為“Highly stretchable PTFE particle enhanced triboelectric nanogenerator for droplet energy harvesting”,陳華偉教授、張力文講師為通訊作者,博士生楊昌君為第一作者。
液-固摩擦納米發(fā)電機(jī)可廣泛應(yīng)用于自然界液滴能量的收集。摩擦層表面的疏水處理可以提高液滴與摩擦層的接觸分離效率,對于提高TENG的發(fā)電量至關(guān)重要。然而,當(dāng)前研究報道的TENG的電輸出性能需進(jìn)一步提升從而滿足柔性電子器件的需求;且傳統(tǒng)方法(如倒模法、噴涂法、氟化處理及靜電紡絲法等)制備的疏水摩擦層機(jī)械及耐久性能較差,極大地限制了TENG在柔性電子鄰域中的應(yīng)用。
圖1 (a)SH-TENG的制備工藝和(b)工作機(jī)理
圖2 SH-TENG的圖像及表征
圖3 基于不同摩擦層的TENG輸出性能對比
圖4 SH-TENG輸出性能表征
圖5 SH-TENG應(yīng)用展示
憑借出色的功率密度,可拉伸性及耐用性,SH-TENG可與多種物體進(jìn)行集成,收集雨滴能量為可穿戴設(shè)備等低功耗器件供電。在50 mL/min的模擬雨滴流速下,總面積為0.016 m2的SH-TENG樣品可為微型手表提供充足的電能。
該研究得到國家自然科學(xué)基金(Nos. 51935001 & 51725501)、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(No. 2019YFB1309702)等項(xiàng)目資助。
論文信息:C. Yang, Y. Wang, Y. Wang, Z. Zhao, L. Zhang, H. Chen, Nano Energy, (2023) 109000.
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.109000
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