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合理设计的双模摩擦纳米发电机,通过静电感应和介电击穿效应来获取机械能

作者:瑞禧生物 发布时间:2024-04-28 09:42:38 次浏览

由于其重量轻、成本低、效率高等优点,摩擦纳米发电机(TENGs)被认为是自供电传感器网络和大规模可再生蓝色能源的潜在解决方案。然而,传统的TENG只能通过静电感应或静电击穿将机械能转化为电能。有鉴于此,中国科学院北京纳米能源与纳米系统研究所王中林与王杰等人提出了一种新型的双模TENG,它可以通过静电感应和电介质击穿在单一器件中同时获得机械能。 本文要点:1)根据互补的工作机制,可以通过静电感应和静电击穿效应同时收集一个周期内产生的摩擦电荷,从而在单个设备中同时产生交流和直流输出。与通过单一机制的两种TENG相比,双模TENG的总输出在很大程度上得到了改善,同时具有较高的摩擦起电效率,这一点在滑动双模TENG和旋转双模TENG中都得到了证明。2)此外,滑动双模TENG能够对称地研究介电层厚度等因素对摩擦起电、静电感应和空气击穿的影响,这对设计交、直流电机都具有指导意义。这项研究建立了一种新的方法来优化TENG,并为同时研究摩擦起电、静电感应和电介质击穿提供了一种新的工具。Linglin Zhou, et al. Rationally Designed Dual-Mode Triboelectric Nanogenerator for Harvesting Mechanical Energy by Both Electrostatic Induction and Dielectric Breakdown Effects. Adv. Energy Mater. 2020, 2000965.DOI: 10.1002/aenm.202000965.https://doi.org/10.1002/aenm.202000965