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西南交大利用相对介电常数实现高性能摩擦电纳米发电机

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  • 发布时间:2020-09-28 11:22
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【概要描述】西南交通大学材料科学与工程学院杨维清教授团队提出一种新的增强方案,通过在聚偏氟乙烯(PVDF)中掺杂高比表面积的活性炭,从而控制其介电常数,进而增强TENG的输出性能。经过测试,掺杂后的PVDF制备的TENG功率提高了9.8倍。

西南交大利用相对介电常数实现高性能摩擦电纳米发电机

【概要描述】西南交通大学材料科学与工程学院杨维清教授团队提出一种新的增强方案,通过在聚偏氟乙烯(PVDF)中掺杂高比表面积的活性炭,从而控制其介电常数,进而增强TENG的输出性能。经过测试,掺杂后的PVDF制备的TENG功率提高了9.8倍。

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随着世界逐步进入物联网时代,各种可穿戴生物电子产品也掀起了一场个性化医疗保健的革命。然而,这一快速发展的新兴领域却因为没有一种较为普及的、可穿戴、可持续化的能量供给而受到限制。尽管摩擦纳米发电机(TENG)的发明推动了这一领域的发展,但发电效率却一直成为其应用推广的障碍。并且现有的增强方式如表面物理修饰、化学修饰、陶瓷掺杂等都存在一定程度的缺陷,使得其无法广泛、长久地应用在可穿戴电子器件中。

活性炭掺杂在PVDF中提高其介电常数

 

针对这一问题,近日,西南交通大学材料科学与工程学院杨维清教授团队提出一种新的增强方案,通过在聚偏氟乙烯(PVDF)中掺杂高比表面积的活性炭,从而控制其介电常数,进而增强TENG的输出性能。经过测试,掺杂后的PVDF制备的TENG功率提高了9.8倍。并且其优异的性能无论是在能量收集方面还是作为传感器监测人体动作,都表现出良好的结果。相关研究成果以“Manipulating Relative Permittivity for High-Performance Wearable Triboelectric Nanogenerators”为题发表在国际著名期刊Nano Letters(IF:11.238)上,并被选为封面论文。Nano Letters是世界纳米材料公认的老牌顶级旗舰期刊。该工作受到了国家自然科学基金、西南交通大学材料学院的大力支持。

 

介电增强的PVDF薄膜在可穿戴TENG的应用及其制备过程

 

介电增强TENG用于能量收集及人体运动检测

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.0c01987

来源:微流控

 

 

 

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