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用于有机污染物自供电电化学降解的新型 3D 打印涡旋状柔性滚压式摩擦纳米发电机
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2022-04-08 , DOI: 10.1021/acsami.2c01750 Shizhe Liu 1 , Yang Liu 1 , Ye Chen 1 , Shuaitong Wang 2 , Chuanbin Men 1 , Shuyan Gao 1
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2022-04-08 , DOI: 10.1021/acsami.2c01750 Shizhe Liu 1 , Yang Liu 1 , Ye Chen 1 , Shuaitong Wang 2 , Chuanbin Men 1 , Shuyan Gao 1
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这是使用摩擦纳米发电机 (TENG) 从环境中捕获能量以降解水中有机污染物作为零碳途径的理想方法。然而,迫切需要进一步开发结构简单、输出功率高的TENG。在此,借助熔融沉积建模 3D 打印技术,设计并制造了一种具有内定子涡旋状柔性自恢复叶片的新型 TENG(称为 VFR-TENG)。随着外转子的旋转,柔性自恢复叶片的交替布置实现了一种简单的旋转接触分离模式。摩擦层的接触紧密度是电荷密度转移的关键因素,可以通过柔性自恢复叶片的厚度和排列方式轻松调节。基于特殊的柔性结构,进一步研究了材料弹性和旋转频率对输出特性的调节。VFR-TENG 的瞬时短路电流为 350 μA,开路电压为 650 V,转移电荷为 1.1 μC,最佳输出功率密度为 4.4 W·m–2。这种高性能的 VFR-TENG 用于电化学降解系统,在 150 分钟内对亚甲蓝、甲基橙和孔雀石绿的降解效率分别为 88.9%、91.7% 和 94.1%。该工作为柔性自恢复接触分离TENGs的设计提供了新思路,对开发兼具高峰值电流和高频特性的TENGs进行高效水处理具有重要启示。
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更新日期:2022-04-08
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