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基于柔性钕铁硼/聚氯乙烯 (Nd2Fe14B/PVC) 复合薄膜的混合纳米发电机,用于高效机械能收集

Energy ( IF 9.0 ) Pub Date : 2024-05-14 , DOI: 10.1016/j.energy.2024.131656
Kun Zhao , Zhenhua Song , Wanru Sun , Wei Gao , Junhong Guo , Kewei Zhang


摩擦电-电磁混合纳米发电机 (HNG) 表现出卓越的输出性能,使其成为在可预见的未来为微型电子设备供电的高度可行的解决方案。然而,使用可磁化摩擦电材料构建结构简单、重量轻的 HNG 是一项非常理想但具有挑战性的任务。在此,我们提出了一种基于柔性钕铁硼/聚氯乙烯(Nd2Fe14B/PVC)复合薄膜的 HNG,用于有效地从环境中收集机械能。通过将Nd2Fe14B粉末嵌入PVC基体中,所制备的Nd2Fe14B/PVC复合材料具有理想的摩擦电和磁强度,有利于取代传统的重磁体构建高性能的轻质HNG。在 3.8 N 的力和 2.1 Hz 的频率下,摩擦纳米发电机 (TENG) 在 5 MΩ 的负载电阻下产生 4.5 mW 的输出功率,而电磁发电机 (EMG) 在负载电阻下产生高达 0.11 mW 的输出功率200Ω。与单个能量收集装置相比,HNG 表现出卓越的稳定性和更好的充电性能。商用470μF电容器可通过HNG在385秒内充电至3V,为温湿度计和游标尺持续供电。这项工作为制备可磁化摩擦电材料提供了一种有效的方法,并为结构简单、轻量化的HNGs的合理设计提供了新的可能性。




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更新日期:2024-05-14
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