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基于纳米复合材料的高性能压电发电机
发布时间:2018-07-23 14:35:33发布者:Admin新闻种类:前沿动态

采用马来酸酐接枝的嵌段共聚物与表面氨基修饰的纳米锆钛酸铅粒子复合构建了高性能的柔性薄膜压电纳米发电机。纳米粒子的表面氨基可与马来酸酐反应,从而有效提高纳米粒子与基体聚合物的结合能力,在不添加分散剂的情况下实现均一分布,有效提高材料的压电能力,如图1。

图1

该材料在周期性弯折动作的过程中,开路电压可达到65V,短路电流可达1.6μA,各项性能随时间及弯折次数衰减很少,如图2。单一发电机设备足以驱动商用LED的运行。将纳米发电机设备与电容相连即可构建供能模块,如图3。

图2

图3

在松弛状态下,经过极化的薄膜其偶极距沿极化方向排列,在材料受到弯曲时,由于基体聚合物与压电纳米粒子间存在极强的共价键作用,因此,纳米粒子也受到基体弯曲所产生的应力影响,从而产生了压电电势,如图4。

图4

来源:Eun Jung Lee, Tae Yun Kim, Sang-Woo Kim, Sunho Jeong, Youngmin Choi and Su Yeon Lee. High-performance piezoelectric nanogenerators based on chemically-reinforced composites, Energy and Environmental Science, 2018, 11(6), 11425.

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