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High-Output Triboelectric Nanogenerator Achieved through Conductive Layer Strategy for Motion Step Sensing

文献类型:期刊论文

作者Zhang ZP(张琢珮)1,4; Feng YG(冯雁歌)1,2,5; Feng M(冯敏)1,5; Wang WP(王文鹏)1; Du ZH(杜长合)1,4; Zhang LQ(张立强)1,2; Li WT(李婉婷)1,4; Wu ZS(武子帅)3; Yu TT(于童童)1,2; Wang DA(王道爱)1,2,5
刊名ACS Applied Materials & Interfaces
出版日期2024-09-18
卷号16期号:37页码:49275-49285
关键词摩擦电纳米发电机 导电层 感应电荷 智能鞋垫
DOI10.1021/acsami.4c07571
英文摘要

作为一种新兴的高效能量转换装置,提高摩擦电纳米发电机(TENGs)的输出仍然是推动TENGs实用化的关键方法。本文系统地研究了金属导电层的成分、厚度和表面形貌对摩擦电纳米发电机性能的影响。已经确定,这三个因素对TENGs的输出性能有显著影响。在四种常见金属Au、Pt、Ag和Cu中,摩擦电纳米发电机在利用Ag作为导电层时实现其最大输出,在278 nm的厚度处观察到最佳性能。具有纳米结构导电层的TENGs具有更好的输出,因为纳米结构放大了感应充电面积,从而有效地增强了TENGs的性能。特别地,当与在普通工作中使用铜箔作为导电层以及聚(偏二氟乙烯)和尼龙-11作为摩擦层的摩擦电纳米发电机相比时,摩擦电纳米发电机的短路电流增加了2.3倍,并且当导电层被替换为Ag时,最大短路电流达到149 μ A,并且增强型摩擦电纳米发电机成功地照亮了1536个商业LED。此外,基于TENG的智能鞋垫结合计步器,可以实现信号感应和运动过程中步数的实时记录。该研究为进一步提高TENG的产量提供了一种简单可靠的新方法。

源URL[http://ir.licp.cn/handle/362003/31225]  
专题兰州化学物理研究所_固体润滑国家重点实验室
兰州化学物理研究所_青岛研发中心/青岛市资源化学与新材料研究中心
通讯作者Zhang ZP(张琢珮); Feng M(冯敏)
作者单位1.中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室,甘肃 兰州,730000
2.青岛市资源化学与新材料研究中心,山东 青岛,266104
3.上海交通大学 机械系统与振动国家重点实验室,上海,200240
4.中国科学院大学 材料科学与光电技术学院,北京,100049
5.烟台先进材料与绿色制造山东省实验室,山东 烟台,264000
推荐引用方式
GB/T 7714
Zhang ZP,Feng YG,Feng M,et al. High-Output Triboelectric Nanogenerator Achieved through Conductive Layer Strategy for Motion Step Sensing[J]. ACS Applied Materials & Interfaces,2024,16(37):49275-49285.
APA Zhang ZP.,Feng YG.,Feng M.,Wang WP.,Du ZH.,...&Wang DA.(2024).High-Output Triboelectric Nanogenerator Achieved through Conductive Layer Strategy for Motion Step Sensing.ACS Applied Materials & Interfaces,16(37),49275-49285.
MLA Zhang ZP,et al."High-Output Triboelectric Nanogenerator Achieved through Conductive Layer Strategy for Motion Step Sensing".ACS Applied Materials & Interfaces 16.37(2024):49275-49285.

入库方式: OAI收割

来源:兰州化学物理研究所

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