基于聚硼硅氧烷/碳纳米管复合材料的柔性摩擦纳米发电机的构建及在自供电系统中的应用

来源期刊：高分子材料科学与工程2020年第11期

论文作者：王肃 何旭 李庆业 卢灿辉

文章页码：152 - 158

关键词：摩擦纳米发电机;柔性电极;聚硼硅氧烷;自驱动系统;

摘    要：摩擦纳米发电机（TENG）是基于摩擦起电效应和静电感应,能够将各种机械能收集转化为电能,具有成本低,质量轻,环保安全及在低频下高转化效率等特点,为可穿戴设备持续供电。文中使用聚硼硅氧烷/碳纳米管复合材料制备TENG的电极,用硅橡胶将电极材料封装制备得到一体式全柔性TENG,表征了柔性电极的微观形貌、力学性能、电学性能及该柔性TENG的基本输出性能。在3 Hz频率及5 cm分离距离下,一体式TENG的输出电压和短路电流的峰值可达100 V和1.2μA,其单个周期内转移的电荷量为0.038μC。研究表明,当摩擦层相对运动距离从1 cm增加到5 cm时,开路电压、短路电流及转移电荷分别增强了19.4%,126.7%及20.1%,将所研制的TENG集成于自供电系统,可实现对电子手表和计算器的供电,并进一步研究了其在人体运动的监测方面的应用。