通过双界面极化效应提高基于纤维素的 triboelectric 纳米发电机的输出
Feijie Wang1, Suyang Wang1, Hao Wang1
1Jiangsu Provincial Key Laboratory of Food Advanced Manufacturing Equipment Technology, School of Mechanical Engineering, Jiangnan University, Wuxi 214122, China.
研究人员通过修改纤维素纳米纤维与硫酸组来增强基于纤维素的 triboelectric nanogenerators (TENGs). 这提高了可穿戴电子产品的性能, 使纤维素成为一种高潜力的材料.
科学领域:
- 材料科学
- 纳米技术
- 可持续能源
背景情况:
- 基于纤维素的 triboelectric 纳米发电机 (TENG) 由于其生物降解性,对可穿戴电子产品具有前景.
- 纤维素固有的近电子中立性限制了TENG的性能.
- 开发基于纤维素的高性能TENG需要表面修改以增强 triboelectric 特性.
研究的目的:
- 通过移植功能组来改变纤维素纳米纤维的电极性.
- 改进用于TENG应用的纤维素材料的电荷储存和产生能力.
- 为可穿戴电子产品开发高性能,可扩展的基于纤维素的TENG.
主要方法:
- 将极性硫酸组移植到纤维素纳米纤维 (CNF) 上以改变表面特性.
- 使用功能化的CNF,Ecoflex和石墨烯制造基于纤维素的双层 triboelectric 材料.
- 具有改进的深陷密度,降低的电荷消散和增加的表面潜力.
- 测量开发的基于纤维素的 triboelectric 材料的电荷密度.
主要成果:
- 加入硫酸组使深陷密度增加了一倍.
- 与未经处理的CNF相比,功能化CNF的表面潜力增加了近200%.
- 开发的基于纤维素的材料实现了125μC/m2的高电荷密度,超过了商业乙烯.
- 通过双层材料的介电差异诱导了高效的双界面极化.
结论:
- 用硫酸组对CNF表面进行修改,可显著提高TENG性能.
- 基于纤维素的双层材料为高性能TENG提供了可扩展的途径.
- 这项工作展示了纤维素作为先进可穿戴电子产品的关键材料的潜力.
更多相关视频
14:37Ambient Method for the Production of an Ionically Gated Carbon Nanotube Common Cathode in Tandem Organic Solar Cells
Published on: November 5, 2014
11:26Towards Biomimicking Wood: Fabricated Free-standing Films of Nanocellulose, Lignin, and a Synthetic Polycation
Published on: June 17, 2014
相关概念视频
Dielectric Polarization in a Capacitor
Interfacial Electrochemical Methods: Overview
Induced Electric Fields: Applications
Voltaic/Galvanic Cells
Spontaneous redox reactions occur abundantly in nature. The chemical reaction occurring in a disposable AA battery powering our remote controls is one such example of a spontaneous redox reaction. Another example is the immersion of coiled copper wire into an aqueous silver nitrate solution. The reaction shows a gradual, visually impressive color change from colorless to bright blue and the formation of a grey precipitate on the copper wire. In this experiment,...
Induced Electric Dipoles
Since the absolute value of potential energy holds no physical meaning, its zero value can be chosen as per...
Potential Due to a Polarized Object
