摩擦电纳米发电机(TENG)是基于摩擦起电和静电效应,属于将机械能转换为电能的发电设备。TENG具有重量轻,功率高,成本效益高和简单的制造工艺的特点,即使在较低的工作频率下仍具有很高的效率,使其有望成为应用于物联网设备的电源选择。TENG可以根据其工作模式分为四种类型:接触分离,侧向滑动,单电极和独立式摩擦电层。获得连续滑动的最简单方法是使用旋转。因此,关于S-TENGs的许多研究都采用了一种磁盘结构,其中两个电极排列在一个磁盘平面中。在大多数有关S-TENG的研究中,电极放置在同一平面上,并且它们之间有绝缘空间。有关电极的不同空间排列的研究很少。在此,韩国高丽大学Jaehwa Jeong等人提出一种带有交错电极的S-TENG,通过简单地改变电极的空间排布即可提高输出性能。这项工作有望为S-TENG技术的发展提供有价值的思路。
文章要点
1)通过简单地改变电极的空间布置来显著提高S-TENG的输出性能。通过在空间上错开电极,可以同时增加转移电荷(由于增大的摩擦面积而引起)和开路电压(由于减小的电容而引起)。
2)通过一系列的仿真和实验,证实了S-TENG-SE优于具有传统电极排布的S-TENGs。与常规S-TENG相比,实验性开路电压,转移电荷和短路电流分别增加了3.3倍,2.7倍和4.5倍。
3)结果表明,所提出的S-TENG-SE的结构比传统的S-TENG的结构更有利于实现更好的性能。
参考文献
Yongjoo Lee, et al. Sliding triboelectric nanogenerator with staggered electrodes. Nano Energy. 2021
DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106062
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106062