基于不对称的纳米纤维膜组件的高性能,透气和阻燃湿电发电机
Renquan Xing1, Ying Liu1, Jing Yan1
1State Key Laboratory of Separation Membranes and Membrane Processes/National Center for International Joint Research on Separation Membranes, School of Textile Science and Engineering, Tiangong University, Tianjin 300387, China.
Journal of colloid and interface science
|May 26, 2024
概括
可穿戴式湿电发电机 (MEG) 现在提供高功率输出,透气性和阻燃性. 这种新设计利用一个不对称的纳米纤维组件,从环境水分中持续产生能量.
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:
- 湿电发生器 (MEGs) 正在探索为可穿戴电子设备提供动力.
- 目前的MEG面临着低功率输出和缺乏必要的可穿戴性质 (如透气性和阻燃性) 的挑战.
研究的目的:
- 开发一种可穿戴的MEG,具有增强的功率输出,透气性和阻燃性.
- 解决现有MEG在实际可穿戴应用中的局限性.
主要方法:
- 使用水友性聚乙烯醇/植物酸 (PVA/PA) 和疏水性聚乙烯二化物 (PVDF) 纳米纤维膜制造一个不对称的纳米纤维组件.
- 介绍MEG的电力输出,稳定性,灵活性,透性和阻燃性.
主要成果:
- 一个单一的MEG (1 cm2) 实现了稳定的直流 (DC) 输出1.0 V,15.5 μA和3.0 μW/cm2,超过了以前基于纳米纤维的MEG.
- 该设备在7天内显示持续输出电压,没有降解,这是由于其独特的不对称纳米纤维结构促进了水分循环.
- 该MEG表现出优异的灵活性,空气/水分透性和阻燃性,满足了可穿戴设备的关键要求.
结论:
- 开发的可穿戴设备MEG为自动供电的可穿戴电子产品提供了有前途的解决方案,因为其高性能和集成的可穿戴属性.
- 该技术可用于电源制造,适用于传感功能,如呼吸监测和火灾预警,利用其湿度灵敏度.
