灵活无PDMS-BaTiO3的电机性能和优势优化
Mohamed Dhia Ayadi1,2, Dorra Gassara Hammami2, Slim Naifar2,3
1Laboratory of Measurement and Sensor Technology (MST), Chemnitz University of Technology, Chemnitz 09126, Germany.
ACS omega
|July 8, 2024
概括
这项研究使用PDMS和酸开发了一种灵活的压电发电机. 该设备有效地从人类运动中收集能量,显示了自动供电可穿戴传感器的潜力.
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:
- 物联网 (IoT) 推动了对自动供电设备和可穿戴技术的需求.
- 灵活的压电发电机 (PEG) 对于实现这些进步至关重要.
- 开发高效和灵活的能源采集解决方案是一个关键的研究领域.
研究的目的:
- 开发一种灵活的压电发电机 (PEG),使用聚甲基 (PDMS) /酸 (BaTiO3) 复合物.
- 为了增强复合材料的压电特性和能量收集性能.
- 评估制造PEG用于自动供电可穿戴传感器的潜力.
主要方法:
- 使用造工艺制造PDMS/BaTiO3复合材料.
- 15重%的BaTiO3微粒被纳入PDMS聚合物矩阵中.
- 测量了压电系数 (d31),输出电压,功率图 (FoM31),功率密度和灵活性功率图 (fFoM).
主要成果:
- 添加15%重量的BaTiO3显著提高了压电系数 (d31 = 24 pC N-1).
- 在用手指敲击力下,可以达到大约4V的输出电压.
- 该PEG显示出高的压电功率 (FoM31 = 13.1 × 10-12 m2 N-1) 和功率密度 (35 nW/cm2).
- 该材料表现出极好的灵活性,具有较低的扬氏模量 (E = 3.4 MPa).
结论:
- 该PDMS/BaTiO3复合物显示了高效的能量转换能力.
- 制造的PEG在灵活性和压电特性之间提供了有利的平衡.
- 这种无PEG具有显著的潜力,用于用于手势和运动跟踪等应用的自动供电可穿戴传感器.
