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纳米发电机有哪些类型

助工
2020-08-28 17:03:31    评分

纳米发电机主要由中国学者开展研究,代表研究人员是中国科学院北京纳米能源与系统研究所的王中林教授。纳米发电机包括柔性压电纳米发电机(PENG)、柔性摩擦纳米发电机(TENG)及混合纳米发电机等。
1、柔性压电纳米发电机
柔性压电纳米发电机(PENG)的原理是在外力作用下,晶体结构的中心对称性被破坏,形成压电势。例如,将ZnO纳米线两端连接电极,封装在柔性基板上。基板弯曲时引起的ZnO内部应变会沿导线产生压电势,基板的反复弯曲就会形成脉冲输出电压。平行使用大量纳米线(如20000根),可以增大功率。此外,还可在基板上纵向整齐排列ZnO纳米线或ZnO纤维制造柔性压电纳米发电机。

     图9平行ZnO纳米线制成柔性压电纳米发电机
     图10纵向排列ZnO纳米线制成柔性压电纳米发电机
   图11ZnO纤维制成柔性压电纳米发电机(左为在纺织纤维周围径向生长ZnO纳米线,右为ZnO纳米线和PVDF膜构成的复合结构)
2、柔性摩擦纳米发电机
柔性摩擦纳米发电机(TENG)使用两种不同的聚合物/金属薄膜,利用两个薄膜接触时摩擦产生的电荷发电。典型的柔性聚合物摩擦纳米发电机可产生约3V的电压,功率密度为10.4μW/cm3。典型结构包括拱形、层叠、之字结构等。柔性摩擦纳米发电机还可用于海洋波浪能回收。中国科学院王中林教授团队构建了16个球形摩擦纳米发电机构成4×4阵列,在低频激励下可输出5.93mW的峰值功率。
     图12摩擦纳米发电机的基本构成
     图13拱形、层叠、之字结构的摩擦纳米发电机





关键词: 发电机     纳米     类型    

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