近日,《能源與環境科學》(Energy&Environmental Science)報導了一種柔性透明摩擦發電機。該工作採用單摩擦表面結構,簡化了器件設計及製備工藝,極大提高了透明發電機的輸出,並拓展了摩擦發電機的應用領域。
當手指等可動物體與摩擦表面觸碰並分離時,即與摩擦表面構成摩擦副,產生摩擦電荷。在摩擦電荷發生的電場的驅動下,電荷經由外部負載電路不斷在感應電極和參考地之間來回流動形成電流,從而將可動物體運動的機械能轉化為電能輸出。
在手指輕敲驅動下,其輸出電壓達130 V,輸出電流密度約為1 μA/cm2,遠高於已有的透明納米發電機。將此發電機裁剪、裝貼於智能手機屏幕上,在使用者日常使用的操作下,輸出電能可同時點亮3個發光二極管。進一步地,作者以此發電機為基礎,利用二極管搭建邏輯電路,開發了自供能的觸覺傳感器。
當使用者觸摸由4個單表面摩擦發電機構成的觸摸板時,即可驅動單色液晶顯示屏,並在屏幕上顯示對應的數字。基於該項工作,將有望進一步開發出自供能的觸控面板和電子皮膚等產品。
上述研究成果是由北京大學信息科學技術學院張海霞教授課題組完成,得到了國家自然科學基金,863項目和博士點基金的資助,相關研究論文《單表面摩擦發電機及自供能觸覺傳感器》(A transparent single-friction-surfacetriboelectric generator and self-powered touch sensor)在線發表於國際權威期刊《能源與環境科學》(Energy& Environmental Science)。
資料來源:微迷網
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