3D打印的压电纳米发电机与对齐的石墨碳酸纳米片用于增强压电性能
1Department of Flexible and Printable Electronics, LANL-JBNU Engineering Institute, Jeonbuk National University, Jeonju 54896, Republic of Korea.
Journal of colloid and interface science
|October 28, 2023
概括
这项研究开发了一种使用聚乙烯化物 (PVDF) 和石墨碳酸盐 (g-C3N4) 打印的压电纳米发电机 (PENG). 复合材料在能源采集应用中表现出更好的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 收集能源 收集能源
背景情况:
- 碳基材料为电子设备提供了低成本和易于合成等优势.
- 压电纳米发电机 (PENG) 对于收集机械能量至关重要.
- 聚乙烯化物 (PVDF) 是一种常见的压电聚合物.
研究的目的:
- 使用PVDF和石墨碳酸盐 (g-C3N4) 的复合物制造一个打印的PENG.
- 为了研究不同g-C3N4纳米板 (CNNS) 度对PENG性能的影响.
- 为了优化PENG以改善电压和功率输出.
主要方法:
- 在PVDF矩阵中制造具有不同重量百分比 (0-15重量%) 的CNNS的压电薄膜.
- 在PVDF/CNNS复合膜的特性.
- 测试制造出来的印刷PENG设备用于电压,电流和功率密度的产生.
主要成果:
- 具有7.5%重量的CNNS的PVDF/CNNS复合物表现出卓越的性能.
- 打印过程使CNNS沿x轴对齐,增强压力管理和设备性能.
- 优化的PENG实现了6.65V的峰值到峰值电压,0.195μA的电流,以及4.86μW/cm2的功率密度,从脚步产生高达18.8V.
结论:
- PVDF/CNNS复合材料是高性能打印PENG的一种有前途的材料.
- 优化的CNNS内容和可控的对齐是提高PENG效率的关键.
- 开发的PENG显示了从环境来源有效采集机械能量的潜力.
