676 / 2021-06-21 17:47:16

基于自修复表面的摩擦纳米发电性能研究

摩擦起电普遍存在于日常生活中的机械和液体流动中并蕴含着巨大的能量，通过纳米摩擦发电机对此能量进行收集并转化为电能，可实现绿色可持续能量的收集。然而目前大部分纳米摩擦发电机的表面具有微纳米结构，其制备工艺较为复杂不易大面积制备，限制了纳米摩擦发电机的大规模应用。本研究研制了一种基于超疏水表面的可修复水-固摩擦电纳米发电机（W-TENG）。通过双面胶带将聚偏氟乙烯（PVDF）纳米球粘附到聚酰亚胺（PI）膜上，然后进行氟化处理，制备了具有微纳米结构的超疏水摩擦电极。当水流以0.3m/s的流速流过超疏水表面时，W-TENGs阵列可以很容易地获得水流能量，从而获得更高的流动速度电流输出20μ一种可点亮30多个商用LED的传感器，或用于自供电传感器，以检测水中化学污染物的浓度变化。当超疏水表面在长期工作过程中受到损伤时，可以通过释放填充在胶带表面孔隙中的氟化烷基硅烷来进行自修复，实现了自修复的W-TENG。W-TENG和W-TENGs阵列由于其易于制造和自愈特性，在海洋和河流能源收集方面，特别是在一些偏远地区，在预警、指示灯和自供电探测传感器方面具有很好的实际应用前景。