《Nano Energy》刊登国世上教授课题组可穿戴能量收集器研究新进展

来源:hg1088皇冠welcome    发布时间 : 2019/08/23      点击量:

近期,hg8088皇冠官网国世上教授课题组和hg8088皇冠登录入口工业科学研究院孙成亮教授课题组合作,提出将三维叉指电极用于可穿戴压电能量收集器中,显著提高了基于有序P(VDF-TrFE)压电纳米纤维能量收集器的输出性能,这一成果已在国际著名刊物《Nano Energy》(纳米能源)上发表,论文题为“Enhanced performance of piezoelectric nanogenerator based on aligned nanofibers and three-dimensional interdigital electrodes”。hg1088皇冠welcome为论文第一署名单位,hg8088皇冠官网博士生张玲玲为第一作者,国世上教授和孙成亮教授为共同通讯作者。

    21世纪以来,方便可携带的电子产品备受青睐,例如笔记本电脑、手机、可穿戴电子产品以及便携式检测仪等等。而传统的电池不仅笨重,而且硬度大,难以满足电子产品的小型化和舒适度。与此同时,随着物联网(IoT)的发展,微型传感器被大规模地应用于电子产品中,如果能够给这些数以万计的小元件持续供电,则用户再也不用担心充电问题。目前,基于正压电效应的能量收集器被广泛关注,它能直接从环境中收集能量并给电子产品供电。

    铁电共聚物P(VDF-TrFE)不仅具有较高的压电系数,而且质地柔软、抗辐照能力强、耐腐蚀以及生物兼容性好,因此该材料很适合用于可穿戴器件中。然而,基于该材料体系制备的压电能量收集器的发电功率相对较低,为了提升器件的机电转换性能,研究团队首次将有序P(VDF-TrFE)纳米纤维与三维的叉指电极结构相结合,同时提升了压电能量收集器的输出电压值和短路电流值。相比于传统的上下电极结构,该三维叉指电极结构不仅能增加与压电纤维的接触面积,使得更多的感应电荷被提取出来;而且在同样的外力作用下,三维电极结构能增大纳米纤维的形变程度,从而提高了器件的输出电压。将该器件直接穿戴于鞋子中,通过外连一个整流电路,脚部运动的机械能可直接转化为电能,即人体的运动可直接给用电器供电。值得注意的是,该电能可随时随地获取,用户再也不用担心充电问题,因此该器件有望应用于低功耗的可穿戴自供电设备中。

 hg8088皇冠官网国世上教授课题组将银纳米线和聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜结合,还制备了有望用于可穿戴领域的高电导率透明电极。相关工作已在材料学术期刊《Advanced Materials Technologies》(先进材料技术)上发表。

上述工作得到了国家重大仪器专项、深圳市科技计划项目的支持。

论文链接:

https://authors.elsevier.com/a/1ZaDt7soS7u0vD

https://doi.org/10.1002/admt.201800438




上一条:《物理评论快报》刊登张文献教授课题组研究成果:利用多能级振荡快速制备多体纠缠态

下一条:《自然•通讯》发表丰敏课题组最新研究成果

联系我们

电话:027-68752161

邮箱:phy@whu.edu.cn