- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
基于纤维素/钛酸钡气凝胶纸的柔性压电纳米发电机及其与摩擦电的电耦合
摘要： 具有高输出性能的柔性压电纳米发电机（PENGs）是能量收集领域的理想选择。将摩擦纳米发电机（TENGs）与PENGs耦合是提升输出性能的可行方法，但复杂结构和操作技能要求限制了混合纳米发电机的发展。本研究基于再生纤维素/钛酸钡（C/BT）气凝胶纸-聚二甲基硅氧烷（PDMS）纳米复合材料，开发出柔性高性能PENGs。得益于四方相BT纳米粒子的高负载均匀分散及纳米复合材料杨氏模量的增强，该PENGs在外部机械冲击下可产生15.5V最大电压和11.8μW最大功率。通过引入单电极TENG，设计制备出创新性混合纳米发电机，将不同机械能收集技术集成于单一器件。当PENG沿特定方向极化时，正耦合效应可使混合纳米发电机的输出电压和功率分别高效提升至48V和85μW。本研究为开发结构简单、高柔韧性且易操作的高输出混合纳米发电机提供了新思路。
关键词： 纳米复合材料、钛酸钡纳米颗粒、纤维素、压电性、混合纳米发电机、摩擦电性
更新于2025-09-23 15:23:52
-
有机/无机纳米结构材料在混合纳米发电机中的集成，通过相互性能增强实现了高效的能量收集。
摘要： 最新研究表明，混合能量收集装置能高效转化无处不在但大多未被利用的环境能源（如机械能、化学能、热能、太阳能）为可用电能，从而为新一代自供电电子系统提供潜在支持。本文提出一种基于垫片基板的有机/无机混合纳米发电机，其整合了分别基于无机p-n结ZnO纳米结构（压电组件）和纳米结构有机聚四氟乙烯（PTFE）薄膜（摩擦电组件）的两种功能单元。该设计中各组件可独立或协同运行，且在协同工作时性能相互增强，能在单次按压释放循环中实现更高效的机械能-电能转换。当受到25Hz频率、1G加速度外力触发时，压电纳米发电机（PENG）组件的峰峰值输出电压达34.8V（约为单独运行时的3倍）；同条件下摩擦电纳米发电机（TENG）组件的峰峰值输出电压为356V（高于其单独运行时的初始输出280V）。该混合配置纳米发电器件可产生平均峰值输出电压186V、电流密度10.02μA/cm2及平均峰值功率密度1.864mW/cm2。实测显示：置于腕带式健身追踪器下方时，该器件能通过正常手部运动产生约160V的平均峰峰值电压；置于步行者鞋内时则可通过人体行走产生约580V电压。实验已证明该装置可在数秒内将商用电容器充电至数伏电压。
关键词： 纳米板、能量收集、混合纳米发电机、纳米线、压电性、摩擦电性
更新于2025-09-23 15:23:52
-
基于氧化锌纳米片/聚二甲基硅氧烷复合薄膜的超高压电-摩擦电混合纳米发电机
摘要： 我们通过一种简便、低成本的制备方法，展示了一种同时利用氧化锌纳米片（NFs）/聚二甲基硅氧烷复合薄膜压电效应与摩擦电效应的混合纳米发电机。该混合纳米发电机不仅因氧化锌纳米片增强的表面压电性而具有高输出电流，还因金-聚二甲基硅氧烷接触的显著摩擦起电效应产生高输出电压，其峰值输出电压达~470伏，电流密度约~60微安·平方厘米，平均功率密度约~28.2毫瓦·平方厘米。无需额外储能装置，面积3×3平方厘米的混合纳米发电机通过周期性手部按压即可瞬间点亮180颗商用绿色发光二极管。该方法为构建高性能便携式能量收集器件提供了创新设计，能增强功率输出，从日常人体运动中收集环境机械能。
关键词： 压电、氧化锌纳米薄片、摩擦电、超高、混合纳米发电机、聚二甲基硅氧烷
更新于2025-09-10 09:29:36