【摘 要】
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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
【机 构】
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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
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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10m/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5.73×104 V/m2和3.06×104 V/m2;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/m2,均方功率密度为23.6 mW/m2.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.
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