用于柔性压电能量收集的无铅Bi3.15Nd0.85Ti3O12纳米片填充-弹性体聚合物复合膜。

由 ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:43
文章英文标题
Lead-Free Bi3.15Nd0.85Ti3O12 Nanoplates Filler-Elastomeric Polymer Composite Films for Flexible Piezoelectric Energy Harvesting.
正文
如今，可穿戴、灵活的纳米发电机对于便携式个人电子具有重要意义。基于Bi3.15 Nd0.85 Ti3O12单晶纳米片( BNdT NPs )和聚二甲基硅氧烷( PDMS )弹性体聚合物制备了柔性压电俘能器( f-PEH )，获得了较高的压电俘能性能。压电输出性能高度依赖于PDMS基体中BNdT NPs的质量比。采用12.5wt % BNdT NPs制备的f-PEH在2.7 Hz、6.5 N的敲击模式下，最高输出电压为10 V，峰峰短路电流为1μA，功率为1.92μW，无需储能过程，可发光4个商用发光二极管。f-PEHs可用于收获日常生活能量，在收获鼠标点击或脚踩的机械能时产生2 ~ 6 V的电压。这些结果证明了基于无铅BNdT NPs的f-PEHs在可穿戴电子供电方面的潜在应用。
文章内容（英文）
Nowadays, wearable and flexible nanogenerators are of great importance for portable personal electronics. A flexible piezoelectric energy harvester (f-PEH) based on Bi3.15Nd0.85Ti3O12 single crystalline nanoplates (BNdT NPs) and polydimethylsiloxane (PDMS) elastomeric polymer was fabricated, and high piezoelectric energy harvesting performance was achieved. The piezoelectric output performance is highly dependent on the mass ratio of the BNdT NPs in the PDMS matrix. The as-prepared f-PEH with 12.5 wt% BNdT NPs presents the highest output voltage of 10 V, a peak-peak short-circuit current of 1 μA, and a power of 1.92 μW under tapping mode of 6.5 N at 2.7 Hz, which can light up four commercial light emitting diodes without the energy storage process. The f-PEHs can be used to harvest daily life energy and generate a voltage of 2-6 V in harvesting the mechanical energy of mouse clicking or foot stepping. These results demonstrate the potential application of the lead-free BNdT NPs based f-PEHs in powering wearable electronics.
来源出处
Journal|[J]MicromachinesVolume 11, Issue 11. 2020.
DOI
https://doi.org/10.3390/MI11110966

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