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Stackable Direct Current Triboelectric-Electromagnetic Hybrid Nanogenerator for Self-Powered Air Purification and Quality Monitoring
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2023-01-01 , DOI: 10.1002/aenm.202203689 Jie Chen 1 , Shaokun Gong 1 , Tingwei Gong 1 , Xiaohong Yang 1 , Hengyu Guo 2
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2023-01-01 , DOI: 10.1002/aenm.202203689 Jie Chen 1 , Shaokun Gong 1 , Tingwei Gong 1 , Xiaohong Yang 1 , Hengyu Guo 2
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Triboelectric nanogenerators (TENGs) and electromagnetic generators (EMGs) show their strengths in harvesting mechanical energy from ambient environment, while the output characteristics of the hybrid generators are not optimally utilized. Here, a stackable triboelectric-electromagnetic hybrid nanogenerator is designed to construct a self-powered environmental governance system that fully harnesses the high-voltage output of TENG and high-current output of EMG, respectively. Based on the corona discharge, a cylindrical direct-current TENG is obtained by a flexible contact between flourinated ethylene propylene and Ag fiber cloth. Systematic studies of the parameters that affect TENG outputs are also performed. The results show that the two stacked direct-current TENG generates a −8.76 µC s−1 discharge rate and −21.61 kV voltage at 1400 rpm. For the EMG component, the rectified average power is 2.51 W, which can charge a capacitor of 1 F to 3 V in 38.9 s. Finally, driven by airflow, the designed hybrid nanogenerator is applied to release negative air ions and continuously power an air quality detector. The self-powered air purification and quality monitoring system via hybrid nanogenerator established in this work may provide an alternative avenue for sustainable societies.
中文翻译：
用于自供电空气净化和质量监测的可堆叠直流摩擦电-电磁混合纳米发电机
摩擦纳米发电机 (TENG) 和电磁发电机 (EMG) 在从周围环境中收集机械能方面显示出优势，而混合发电机的输出特性并未得到最佳利用。在这里，可堆叠的摩擦电-电磁混合纳米发电机旨在构建一个自供电的环境治理系统，该系统分别充分利用 TENG 的高压输出和 EMG 的大电流输出。基于电晕放电，通过氟化乙烯丙烯和银纤维布之间的柔性接触获得圆柱形直流 TENG。还对影响 TENG 输出的参数进行了系统研究。结果表明，两个堆叠的直流 TENG 产生 −8.76 µC s −1放电速率和 1400 rpm 时的 −21.61 kV 电压。对于 EMG 组件，整流后的平均功率为 2.51 W，可在 38.9 s 内将 1 F 的电容器充电至 3 V。最后，在气流的驱动下，设计的混合纳米发电机用于释放空气负离子并为空气质量检测器持续供电。在这项工作中建立的通过混合纳米发电机的自供电空气净化和质量监测系统可能为可持续社会提供另一种途径。
更新日期：2023-01-01
中文翻译：
用于自供电空气净化和质量监测的可堆叠直流摩擦电-电磁混合纳米发电机
摩擦纳米发电机 (TENG) 和电磁发电机 (EMG) 在从周围环境中收集机械能方面显示出优势，而混合发电机的输出特性并未得到最佳利用。在这里，可堆叠的摩擦电-电磁混合纳米发电机旨在构建一个自供电的环境治理系统，该系统分别充分利用 TENG 的高压输出和 EMG 的大电流输出。基于电晕放电，通过氟化乙烯丙烯和银纤维布之间的柔性接触获得圆柱形直流 TENG。还对影响 TENG 输出的参数进行了系统研究。结果表明，两个堆叠的直流 TENG 产生 −8.76 µC s −1放电速率和 1400 rpm 时的 −21.61 kV 电压。对于 EMG 组件，整流后的平均功率为 2.51 W，可在 38.9 s 内将 1 F 的电容器充电至 3 V。最后，在气流的驱动下，设计的混合纳米发电机用于释放空气负离子并为空气质量检测器持续供电。在这项工作中建立的通过混合纳米发电机的自供电空气净化和质量监测系统可能为可持续社会提供另一种途径。
京公网安备 11010802027423号