一种采集风能的多层薄膜颤振混合纳米发电机

作     者：夏杨 彭争春 张岚斌 王子墨 Xia Yang;Peng Zhengchun;Zhang Lanbin;Wang Zimo

作者机构：上海理工大学新能源科学与工程研究所上海200093 深圳大学物理与光电工程学院可拉伸电子及纳米传感器研究中心广东深圳518060 华中科技大学土木工程与力学学院武汉430074 

基　　金：广东省教育厅应用研究重大项目(2016KZDXM005) 

出 版 物：《微纳电子技术》 (Micronanoelectronic Technology)

年 卷 期：2020年第57卷第2期

页      码：136-141,168页

摘      要：设计了一种多层薄膜颤振混合纳米发电机(MFFH-NG),能同时采集薄膜由于风致振动产生的摩擦电能与压电能。薄膜组成材料为聚四氟乙烯/银/聚偏氟乙烯/银/聚四氟乙烯(PTFE/Ag/PVDF/Ag/PTFE)。模拟分析了MFFH-NG中摩擦纳米发电机(TENG)和压电纳米发电机(PENG)的工作机理;实验分析了摩擦电极板之间距离变化时器件的开路电压,得出一个最优方案。MFFH-NG可以作为一种频率-风速传感器,传感精度为1.61 Hz/(m·s^-1)。风速为10 m/s时,测出开路电压峰值平均值为189 V,均方电压为101 V,单位面积的开路电压峰值平均值和单位面积的均方电压分别为5.73×10^4 V/m^2和3.06×10^4 V/m^2;外接负载电阻为10 MΩ时,峰值功率密度平均值达到最大,为345.2 mW/m^2,均方功率密度为23.6 mW/m^2。MFFH-NG作为直接供能源可以点亮90盏商用LED灯,发出的电能可以存储到电容器中,在风能采集和自供电系统中显示出良好的应用前景。

主 题 词：摩擦纳米发电机(TENG) 压电纳米发电机(PENG) 频率-风速传感器 风能采集 商用LED 

学科分类：0808[工学-自动化类] 08[工学] 

D　O　I：10.13250/j.cnki.wndz.2020.02.008

馆 藏 号：203870433...