基于管状结构的液-固接触摩擦纳米发电机
基于管状结构的液-固接触摩擦纳米发电机
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DOI：
10.13334/j.0258-8013.pcsee.210909
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
张晓星
中科院分区：
文献类型：
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作者：
唐炬;吴豪颖;李祎;肖淞;张晓星
构建微能量收集系统并将其作为传感器分布式电源或自驱动传感器具有重要意义。基于摩擦起电原理,设计并制作一种管状结构的单电极液-固接触摩擦纳米发电机(liquid-solid triboelectric nanogenerator,LS-TENG),实现对固-液摩擦过程所产生电荷的直接提取,无需传统摩擦纳米发电机的静电感应过程。首先,基于多物理场耦合分析液-固接触摩擦纳米发电机工作原理,解析电荷转移过程中的电势分布。其次,试验探究液体流量、管道长度、内径和材料对摩擦纳米发电机输出特性的影响情况。最后展示所构建的摩擦纳米发电机作为微电源的负载供能特性。研究发现, LS-TENG的输出电压、电流、转移电荷与流量成正比,与管道内径成反比;LS-TENG输出电能经过整流桥可实现对电容充电储能,在610 mL·min~(-1)的流量下可驱动至少40个LED灯珠。相关研究成果为构建基于管状结构的微水能收集系统提供参考。