由LiCl和MXene修饰的PVA薄膜制成的具有高湿度灵敏度的自动供电TENG
Jing Wang1, Zhaoyue Xia1, Heng Yao1
1School of Materials Science and Engineering, State Key Laboratory of Silicon and Advanced Semiconductor Materials, Zhejiang University, Hangzhou 310058, PR China.
ACS applied materials & interfaces
|October 2, 2023
概括
这项研究开发了用于 triboelectric纳米发电机 (TENGs) 的湿度敏感复合膜. 这些TENG在高湿度下提供增强,稳定的发电,使自动发电感应和能量收集成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 收集能源 收集能源
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 三电纳米发电机 (TENG) 对于自动供电的设备至关重要,但在不同湿度下经常难以保持性能稳定.
- 开发适用于高湿度环境的强大的TENG对于实际应用至关重要.
研究的目的:
- 为TENGs创建湿度敏感的复合膜,以提高输出性能和高湿度下的稳定性.
- 为了研究化 (LiCl) 和MXene在聚乙醇 (PVA) 矩阵中的协同效应.
主要方法:
- 制造基于PVA的复合薄膜,将LiCl和MXene作为TENGs的摩擦层.
- 复合材料对湿度敏感性质的表征和TENG在一系列相对湿度 (RH) 的输出性能.
主要成果:
- 复合TENG在30-95%RH之间表现出异常稳定的输出性能,与增加RH有线性相关性.
- 在95%的RH下,短路电流达到31.91μA,是控制TENG的三倍.
- TENG对湿度波动表现出敏感的反应,可以为240个LED供电,达到194.37μCm-2的传输电荷密度.
结论:
- 聚乙烯,LiCl和MXene的协同组合增强了水的吸收和表面粗性,从而在潮湿的条件下提高了 triboelectric 的性能.
- 这种对湿度敏感的TENG技术为在雾和海洋环境等环境中稳定收集能源和自动供电传感提供了可行的解决方案.
