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印度制造出多用途压电纳米发电机
时间: ??2019-08-06 点击次数: 440 次

  印度理工学院(IIT)的研究团队首次开发出一种能从机械、声学和风力等不同来源产生电能的压电纳米发电机,具有高输出电流(超过12微安)、电压(大约61.5伏特)及功率密度(每立方厘米超过9毫瓦),能量转换效率达62%。纳米发电机的高电压可用于点亮约100个商用微瓦发光二极管灯。相关研究成果发表在《纳米能源(Nano?Energy)》杂志上。

  研究人员利用维生素B2稳定压电聚合物?PVDF(聚偏二氟乙烯)的β相,从而提高压电性能。PVDF中大约?80%处于α阶段,这在本质上不是压电的。当维生素B加入时,它会与PVDF结合,导致PVDF链的排列发生变化,使相位从α变为β(超过93%)。

  随着维生素B2添加量的增加,β相在PVDF中的比例增大,输出电压和电流也随之增大。当维生素B2添加到5个重量百分比时,PVDF的β相比例、输出电压和电流达到峰值。为制造纳米发电机,研究人员将维生素B2和PVDF混合制成两层薄膜,用尼龙网连接和分隔的带电极薄膜被胶带粘在一起。

  研究发现,该装置对触摸、弯曲和气流等很小的外力都非常敏感。它还显示出很高的机械耐久性。在大约1.8万次循环中,输出性能没有变化,这使得它适用于各种应用,包括电子医疗监控。当这种装置被制成薄膜并戴在手腕上时,它能够将生物力学能量转化为电能(0.15伏特)。当受到脚后跟挤压时,该装置产生约58伏电压;当放置在行驶的汽车下时,产生约79伏电压。它可以把水从水龙头里掉下来所产生的压力转换成电能。当放置在扬声器上时,该设备能够收集声音能量。同样地,当把它放在风扇的盖子上时,它可以把风压转换成电能。 《中国高新技术产业导报》2019.7.29


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