摩擦发电机

Abstract(#br)Physical and chemical properties of the polymer surface play great roles in the output performance of triboelectric nanogenerator (TENG). Specific texture on the surface of polymer can enlarge the contact area and enhance the power output performance of TENG. In this paper, polydimethylsiloxane (PDMS) films with smooth and micro pillar arrays on the surface were prepared respectively. The surfaces were treated by argon plasma before testing their output performance.

本工作报道了一种具有多层聚合物结构的柔性摩擦电发生器( TEG )，由聚偏氟乙烯-co-三氟乙烯( PVDF- TrFE )层夹在聚二甲基硅氧烷( PDMS )层中，用于TEGs性能增强。我们证实了TEG的输出性能与PVDF - TrFE层的结构和极化方向密切相关。此外，PDMS层作为电子捕获层，抑制了表面电荷的放电，提高了输出性能。此外，偏振光PVDF- TrFE层在择优取向有助于提高接触分离运动时的表面电位。这两个聚合物层之间的相互作用协同提高了TEGs的输出性能。具体而言，该结构产生的最大峰峰输出电压和电流密度分别为420 V和50μA / cm2，与单层TEG相比大约提高了5倍，即使采用相同的摩擦层进行接触通电。

摩擦电发生器( TEG )是摩擦电化学和静电感应相结合的简单耦合器，可将机械能转化为电能，具有自供电装置应用的潜力。在本研究中，TEGs由导电纺织( CT )层(由涤纶和不锈钢编织的织物)和聚二甲基硅氧烷( PDMS )层组成。CT摩擦层也被用作导电电极，设计了各种表面形貌，包括未图形化、点状和间距为1和2厘米的线状。实验结果表明，未图形化CT层的TEG输出电压为54.6 V，输出电流为5.46 µ A。图形化表面增加了CT与PDMS层之间的有效接触面积和摩擦效应，使输出电压和电流分别提高到94.4 V和9.44 µ A。与未图形化CT层相比，采用1 cm间距线、2 cm间距线和点的图形化分别提高了1.73、1.68和1.24倍。而且，1 cm间距的TEG产生了181.9 mW / m2的高输出功率密度。