Triboelectric-Electromagnetic Hybrid Generator for Harvesting Blue Energy.
Triboelectric-Electromagnetic Hybrid Generator for Harvesting Blue Energy.
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用于收集蓝色能量的摩擦电电磁混合发电机
DOI：
10.1007/s40820-018-0207-3
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发表时间：
2018
影响因子：
26.6
通讯作者：
Sun X
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shao H;Cheng P;Chen R;Xie L;Sun N;Shen Q;Chen X;Zhu Q;Zhang Y;Liu Y;Wen Z;Sun X
近年来，摩擦电-电磁混合发电机在获取低频和不规则蓝光能量方面取得了进展。然而，高效率、机械耐用的混合结构的设计仍然具有挑战性。在这项研究中，我们报告了一种完全封装的摩擦电-电磁混合发电机（TEHG），其中利用磁铁作为触发器来驱动接触分离模式摩擦电纳米发电机（CS-TENG），并与铜线圈耦合以操作旋转独立模式电磁发电机（RF-EMG）。产生吸引力的磁体对用于将外部机械能传递到CS-TENG，并且实现CS-TENG部件的包装以保护其免受周围环境的影响。在100 rpm转速下，CS-TENG使TEHG输出电压、电流和平均功率分别为315.8 V、44.6 μA和~ 90.7 μW，RF-EMG的输出分别为0.59 V、1.78 mA和79.6 μW。圆柱状结构使TEHG更容易被水流驱动，并被证明可以作为一种实用的电源为商用电容器充电。它可以在84 s内将一个33 μF的电容从0充电到2.1 V，电容中储存的能量可以驱动电子温度计，形成一个自供电的水温传感系统。本文的在线版本（10.1007/s40820-018-0207-3）包含补充材料，可供授权用户使用。
Progress has been developed in harvesting low-frequency and irregular blue energy using a triboelectric–electromagnetic hybrid generator in recent years. However, the design of the high-efficiency, mechanically durable hybrid structure is still challenging. In this study, we report a fully packaged triboelectric–electromagnetic hybrid generator (TEHG), in which magnets were utilized as the trigger to drive contact–separation-mode triboelectric nanogenerators (CS-TENGs) and coupled with copper coils to operate rotary freestanding-mode electromagnetic generators (RF-EMGs). The magnet pairs that produce attraction were used to transfer the external mechanical energy to the CS-TENGs, and packaging of the CS-TENG part was achieved to protect it from the ambient environment. Under a rotatory speed of 100 rpm, the CS-TENGs enabled the TEHG to deliver an output voltage, current, and average power of 315.8 V, 44.6 μA, and ~ 90.7 μW, and the output of the RF-EMGs was 0.59 V, 1.78 mA, and 79.6 μW, respectively. The cylinder-like structure made the TEHG more easily driven by water flow and demonstrated to work as a practical power source to charge commercial capacitors. It can charge a 33 μF capacitor from 0 to 2.1 V in 84 s, and the stored energy in the capacitor can drive an electronic thermometer and form a self-powered water-temperature sensing system. The online version of this article (10.1007/s40820-018-0207-3) contains supplementary material, which is available to authorized users.
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