结构可折叠和性能可量身定制的PI基于纸的三电纳米发电机,由激光诱导的石墨烯处理和控制
Weixiong Yang1, Mingguang Han1, Fu Liu1
1School of Mechanical Engineering & Automation, Beihang University, No. 37 Xueyuan Road, Beijing, 100191, China.
概括
这项研究介绍了可折叠和可堆叠的 triboelectric 纳米发电机 (TENG),使用激光诱导的石墨烯和专用聚胺纸. 这些设备提供可调节的性能,并展示了能源采集和智能传感应用的潜力.
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:
- 激光诱导石墨烯 (LIG) 能够快速制造TENG,但受到不灵活的聚合物薄膜的限制.
- 目前基于LIG的TENG由于材料限制而缺乏结构多样性和性能可扩展性.
研究的目的:
- 开发具有增强性能和可定制特性的结构上可折叠和可堆叠的TENG.
- 通过使用专门的可折叠材料来克服传统的基于LIG的TENG的局限性.
主要方法:
- 使用的专用聚胺 (PI) 纸由随机分布的PI纤维组成,以提高折叠性.
- 系统地研究激光功率以优化单个单元的TENG性能.
- 将多个TENG单元组装成多层结构以增加输出电压.
主要成果:
- 通过优化激光功率,实现了开放电路电压的有效改善.
- 通过堆叠1到16个TENG单元,证明了开放电路电压从5.3到34.4V cm-2的连续扩张.
- 成功展示了能源采集和智能传感应用.
结论:
- 开发了一种新型可折叠和堆叠的TENG,具有可调节的性能.
- 新的TENG设计显著提高了结构多样性和性能可扩展性.
- 展示了包括智能鞋,智能叶子,矩阵传感器和智能手套在内的实际应用.
