✖


Jump to content

Наногенератор

Наногенератор — это компактное устройство, которое преобразует механическую или тепловую энергию в электричество и служит для сбора энергии для небольших беспроводных автономных устройств. Он использует источники энергии окружающей среды, такие как солнечная энергия, ветер, температурные перепады и кинетическая энергия . Наногенераторы могут использовать фоновую энергию окружающей среды, например, температурные градиенты от работы оборудования, электромагнитную энергию или даже вибрации от движений.

Существует три класса наногенераторов: пьезоэлектрические , трибоэлектрические , которые преобразуют механическую энергию в электричество, и пироэлектрические наногенераторы, которые преобразуют тепловую энергию в электричество. [1]

Пьезоэлектрический наногенератор

[ редактировать ]

Пьезоэлектрический наногенератор — это устройство для сбора энергии, способное преобразовывать внешнюю кинетическую энергию в электрическую энергию под действием наноструктурированного пьезоэлектрического материала. Обычно он используется для обозначения устройств сбора кинетической энергии, использующих наноразмерный пьезоэлектрический материал, например, в тонкопленочных объемных акустических резонаторах . [2] [3]

Механизм

[ редактировать ]
Принцип работы наногенератора, при котором отдельная нанопроволока подвергается воздействию силы, перпендикулярной направлению роста нанопроволоки. (а) Наконечник AFT проходит через кончик нанопроволоки. Только отрицательно заряженная часть позволит току течь через интерфейс. (б) Нанопроволока интегрирована с противоэлектродом с помощью AFT-решетки. Что касается (а), электроны переносятся из сжатой части нанопроволоки к противоэлектроду благодаря контакту Шоттки.
Принцип работы наногенератора, в котором на отдельную нанопроволоку действует сила, действующая параллельно направлению роста нанопроволоки.

Принцип работы наногенератора будет объяснен в двух разных случаях: сила, действующая перпендикулярно и параллельно оси нанопроволоки . [4] Когда пьезоэлектрическая структура подвергается воздействию внешней силы движущегося наконечника, деформация происходит по всей структуре. Пьезоэлектрический эффект создаст электрическое поле внутри наноструктуры ; растянутая часть с положительной деформацией будет иметь положительный электрический потенциал, тогда как сжатая часть с отрицательной деформацией будет иметь отрицательный электрический потенциал. Это связано с относительным смещением катионов относительно анионов в их кристаллической структуре. В результате кончик нанопроволоки будет иметь распределение электрического потенциала на своей поверхности, а нижняя часть нанопроволоки будет нейтрализована, поскольку она заземлена. Максимальное напряжение, генерируемое в нанопроволоке, можно рассчитать по следующему уравнению: [5]

,

где κ 0 – диэлектрическая проницаемость в вакууме, κ – диэлектрическая проницаемость, e 33 , e15 и e 31 – пьезоэлектрические коэффициенты, ν – коэффициент Пуассона, a – радиус нанопроволоки, l – длина нанопроволоки, ν — максимальное отклонение кончика max нанопроволоки.

омический контакт Между противоэлектродом и кончиком нанопроволоки должен быть образован контакт Шоттки, поскольку нейтрализует электрическое поле, генерируемое на кончике. Нанопроволока ZnO со сродством к электрону 4,5 эВ, Pt ( φ = 6,1 эВ ), представляет собой металл, который иногда используется для создания контакта Шоттки. При построении контакта Шоттки электроны будут переходить к противоэлектроду с поверхности острия, когда противоэлектрод контактирует с областями отрицательного потенциала, тогда как ток не будет генерироваться, когда он контактирует с областями отрицательного потенциала. положительный потенциал в случае полупроводниковой наноструктуры n-типа ( полупроводниковая структура p-типа будет демонстрировать обратное явление, поскольку в этом случае дырка подвижна).

Во втором случае рассматривается модель с вертикально выращенной нанопроволокой, уложенной между омическим контактом внизу и контактом Шоттки вверху. Когда сила прикладывается к кончику нанопроволоки, в нанопроволоке создается одноосная сжимающая сила. Из-за пьезоэлектрического эффекта кончик нанопроволоки будет иметь отрицательный пьезоэлектрический потенциал, увеличивая уровень Ферми на кончике. Поскольку электроны затем будут течь от кончика ко дну через внешнюю цепь, на кончике будет генерироваться положительный электрический потенциал. Контакт Шоттки предотвратит транспортировку электронов через границу раздела, тем самым сохраняя потенциал на кончике. По мере снятия силы пьезоэлектрический эффект уменьшается, и электроны будут течь обратно к вершине, чтобы нейтрализовать положительный потенциал на кончике. Во втором случае будет генерироваться выходной сигнал переменного тока. [6]

Геометрическая конфигурация

[ редактировать ]

В зависимости от конфигурации пьезоэлектрической наноструктуры наногенераторы можно разделить на 3 типа: VING, LING и NEG.

Вертикальная нанопроволока Интегрированный наногенератор (ВИНГ)

[ редактировать ]
Схематический вид типичного интегрированного наногенератора с вертикальной нанопроволокой: (а) с полным контактом и (б) с частичным контактом.

VING представляет собой трехмерную конфигурацию, состоящую из стопки из трех слоев: основного электрода, вертикально выращенной пьезоэлектрической наноструктуры и противоэлектрода. Пьезоэлектрическая наноструктура обычно выращивается на базовом электроде, который затем объединяется с противоэлектродом в полном или частичном механическом контакте с его кончиком.

Первый ВИНГ был разработан в 2007 году. [7] с противоэлектродом с периодической поверхностной решеткой, напоминающей решетки иглы АСМ, в качестве движущегося электрода. Поскольку противоэлектрод не находится в полном контакте с кончиками пьезоэлектрической нанопроволоки, его движение в плоскости или вне плоскости, вызванное внешней вибрацией, вызывает деформацию пьезоэлектрической наноструктуры, что приводит к генерации распределения электрического потенциала. внутри каждой отдельной нанопроволоки. Противоэлектрод покрыт металлом, образующим контакт Шоттки с кончиком нанопроволоки. Группа Чжун Линь Вана создала противоэлектроды, состоящие из наностержней ZnO. Группа Сан-Ву Кима из Университета Сунгюнкван (SKKU) и группа Чже-Ён Чой из Института передовых технологий Samsung (SAIT) представили чашеобразный прозрачный противоэлектрод, объединив анодированный алюминий и технологию гальванического покрытия . [8] Они также разработали другой тип противоэлектрода, используя сетку одностенных углеродных нанотрубок ( SWNT ). [9]

Латеральный нанопроволока Интегрированный наногенератор (LING)

[ редактировать ]
Схематический вид типичной латеральной нанопроволоки. Интегрированный наногенератор.

LING представляет собой двумерную конфигурацию, состоящую из трех частей: базового электрода, латерально выращенной пьезоэлектрической наноструктуры и металлического электрода для контакта Шоттки. В большинстве случаев толщина пленки подложки превышает диаметр пьезоэлектрической наноструктуры. LING — это расширение однопроводного генератора (SWG).

Нанокомпозитные электрические генераторы (НЭГ)

[ редактировать ]
Схематический вид типичного нанокомпозитного электрического генератора.

NEG представляет собой трехмерную конфигурацию, состоящую из трех основных частей: металлических пластинчатых электродов, вертикально выращенной пьезоэлектрической наноструктуры и полимерной матрицы, заполняющей пьезоэлектрическую наноструктуру. NEG был представлен Momeni et al. [10] Была предложена геометрическая конфигурация, подобная ткани, в которой пьезоэлектрическая нанопроволока выращивается вертикально на двух микроволокнах в их радиальном направлении, и они скручиваются, образуя наногенератор. [11] Одно из микроволокон покрыто металлом, образуя контакт Шоттки, служащий противоэлектродом для ВИНГ.

Материалы

[ редактировать ]

Среди различных пьезоэлектрических материалов, изученных для наногенератора, большая часть исследований была сосредоточена на материалах со структурой вюрцита , таких как ZnO , CdS. [12] и ГаН . [13] Чжун Линь Ван из Технологического института Джорджии представил нанопроволоки ZnO p-типа. [14] В отличие от полупроводниковой наноструктуры n-типа, подвижная частица в p-типе представляет собой дырку, поэтому поведение Шоттки противоположно поведению в случае n-типа; электрический сигнал генерируется из той части наноструктуры, где накоплены дырки.

Исходя из идеи, что материал со структурой перовскита , как известно, имеет более эффективные пьезоэлектрические характеристики по сравнению с материалом со структурой вюрцита, титаната бария нанопроволока также была изучена Мин-Фэн Ю из Университета Иллинойса в Урбана -Шампейн. [15] Было обнаружено, что выходной сигнал более чем в 16 раз превышает сигнал аналогичной нанопроволоки ZnO . Ливэй Линь из Калифорнийского университета в Беркли предположил, что ПВДФ также можно использовать для создания наногенератора. [16]

Сравнение представленных материалов по состоянию на 2010 год представлено в следующей таблице:

Материал Тип Геометрия Выходное напряжение Выходная мощность Синтез Исследовано в
ZnO (n-тип) Вюрцит D: ~100 нм, L: 200~500 нм В P =~9 мВ @ R=500 МОм ~0,5 пВт за цикл (оценка) CVD, гидротермальный процесс Технологический институт Джорджии.
ZnO (p-тип) Вюрцит D: ~50 нм, L: ~600 нм В P =50~90 мВ при R=500 МОм 5~16,2 пВт за цикл (расчетно) ССЗ Технологический институт Джорджии.
ZnO-ZnS Вюрцит (гетероструктура) Не указано В P =~6 мВ @ R=500 МОм ~0,1 пВт за цикл (расчетно) Термическое испарение и травление Технологический институт Джорджии.
ГаН Вюрцит D: 25~70 нм, L: 10~20 мкм В ср = ~ 20 мВ, В макс = ~ 0,35 В @ R = 500 МОм ~0,8 пВт за цикл (среднее, расчетное) ССЗ Технологический институт Джорджии. [17]
CDS Вюрцит D: ~100 нм, L: 1 мкм В П =~3 мВ Не указано PVD, гидротермальный процесс Технологический институт Джорджии. [18]
BaTiOBaTiO3 Перовскит D: ~280 нм, L: ~15 мкм В P =~25 мВ @ R=100 МОм ~0,3 аДж за цикл (заявлено) Химическая реакция при высокой температуре ОИУК [19]
ПВДФ Полимер D: 0,5–6,5 мкм, L: 0,1–0,6 мм. В П = 5~30 мВ 2,5–90 пВт за цикл (расчетно) Электро спиннинг Калифорнийский университет в Беркли [16]
КНбо 3 Перовскит Д: ~100 нм; L: несколько см Vp = ~16 V @ R=100 MΩ Электро спиннинг СУТД/С [20]

Приложения

[ редактировать ]

В 2010 году группа Чжун Линь Ван разработала датчик pH или УФ-излучения с автономным питанием, интегрированный с VING, с выходным напряжением   на датчике 20–40 мВ. Группа Чжун Линь Ванга также генерировала переменный ток напряжением до 100   мВ с помощью гибкого SWG, прикрепленного к устройству для бега хомяка . [21]

Некоторые пьезоэлектрические наноструктуры могут быть сформированы на различных видах подложек, например, на прозрачных органических подложках. Исследовательские группы SKKU (группа Сан-Ву Кима) и SAIT (группа Джэ-Ён Чой) разработали прозрачный и гибкий наногенератор. Их исследование заменило электрод из оксида индия и олова (ITO) слоем графена . [22]

Трибоэлектрический наногенератор

[ редактировать ]
Сводка о прогрессе, достигнутом в области удельной мощности трибоэлектрических наногенераторов за 12 месяцев.

Трибоэлектрический наногенератор — это энергосберегающее устройство, преобразующее механическую энергию в электричество с помощью трибоэлектрического эффекта . Впервые они были продемонстрированы группой Чжун Линь Ванга в Технологическом институте Джорджии в 2012 году. [23] [24]

С момента первого отчета о ТЭН в январе 2012 года плотность выходной мощности ТЭН улучшилась, достигнув 313   Вт/м. 2 , объемная плотность достигает 490 кВт/м. 3 и эффективность преобразования ~60 % [25] –72% [26] были продемонстрированы. Группа Рамакришны Подилы в Университете Клемсона также продемонстрировала первые по-настоящему беспроводные трибоэлектрические наногенераторы. [27] которые могли заряжать устройства накопления энергии (например, батареи и конденсаторы) без необходимости какого-либо внешнего усиления или усилителей. [28]

Основные режимы и механизмы

[ редактировать ]

Трибоэлектрический наногенератор имеет три основных режима работы: режим вертикального размыкания контактов, режим плоскостного скольжения и одноэлектродный режим. Они имеют разные характеристики и подходят для разных целей.

Режим вертикального разделения контактов

[ редактировать ]
Вертикальный контактно-разрывный режим трибоэлектрического наногенератора

Периодическое изменение разности потенциалов , вызванное циклическим разделением и повторным контактом противоположных трибоэлектрических зарядов на внутренних поверхностях двух листов. Когда к устройству применяется механическое перемешивание для его изгиба или сжатия, внутренние поверхности вступают в тесный контакт, в результате чего одна сторона поверхности остается с положительными зарядами, а другая - с отрицательными зарядами.

Когда деформация прекращается, две поверхности с противоположными зарядами автоматически разделяются, так что эти противоположные трибоэлектрические заряды будут генерировать электрическое поле и индуцировать разность потенциалов на верхнем и нижнем электродах. Электроны будут перетекать от одного электрода к другому через внешнюю нагрузку. Электричество, вырабатываемое в этом процессе, будет продолжаться до тех пор, пока потенциалы двух электродов не станут одинаковыми. Впоследствии, когда два листа снова прижмутся друг к другу, разность потенциалов, индуцированная трибоэлектрическим зарядом, начнет уменьшаться до нуля, так что переданные заряды потекут обратно через внешнюю нагрузку, чтобы генерировать еще один импульс тока в противоположном направлении.

Когда эта периодическая механическая деформация продолжается, сигналы переменного тока будут генерироваться постоянно. [29] [30] Что касается пары материалов, вступающих в контакт и генерирующих трибоэлектрические заряды, то хотя бы один из них должен быть изолятором , чтобы трибоэлектрические заряды не уходили, а оставались на внутренней поверхности листа.

Режим бокового скольжения

[ редактировать ]
Режим бокового скольжения трибоэлектрического наногенератора

Существует два основных процесса трения: нормальный контакт и боковое скольжение. Один ТЭН спроектирован на основе плоского скольжения между двумя поверхностями в боковом направлении. [31] При трибоэлектрификации со скольжением периодическое изменение площади контакта двух поверхностей приводит к латеральному разносу центров заряда, что создает напряжение, вызывающее поток электронов во внешней нагрузке. Механизм плоскостного разделения зарядов может работать либо при однонаправленном скольжении между двумя пластинами. [32] или в режиме вращения. [33]

Одноэлектродный режим

[ редактировать ]
Одноэлектродный режим трибоэлектрического наногенератора

Трибоэлектрический наногенератор на основе одного электрода представлен как более практичная конструкция для некоторых приложений, таких как трибоэлектрические наногенераторы с кончиком пальца. [34] [35] Согласно трибоэлектрическому ряду, электроны инжектировались из кожи в ПДМС, поскольку ПДМС более трибоэлектрически отрицательен, чем кожа. Когда отрицательные трибоэлектрические заряды на ПДМС полностью экранируются от индуцированных положительных зарядов на электроде ITO за счет увеличения расстояния между ПДМС и кожей, выходные сигналы наблюдаться не могут.

Приложения

[ редактировать ]

ТЭН — это физический процесс преобразования механического возбуждения в электрический сигнал посредством процессов трибоэлектрификации (во внутренней цепи) и процессов электростатической индукции (во внешней цепи). Сбор энергии вибрации может быть использован для питания мобильной электроники. Было продемонстрировано, что TENG собирает энергию вибрации окружающей среды на основе режима разделения контактов. [36] Трехмерный трибоэлектрический наногенератор (3D-TENG) был разработан на основе режима гибридизации соединения режима вертикального разделения контактов и режима скольжения в плоскости.

В 2013 году группа Чжунлинь Вана сообщила о роторном трибоэлектрическом наногенераторе для сбора энергии ветра . [37] Впоследствии были предложены различные типы трибоэлектрических наногенераторов для сбора энергии окружающей среды, например трибоэлектрические наногенераторы со спиральной трехмерной структурой для сбора волновой энергии. [38] полностью закрытые трибоэлектрические наногенераторы, применяемые в воде и суровых условиях, [39] и многослойные дисковые наногенераторы для сбора гидроэнергии . [40] Однако из-за ограничений рабочих моделей наногенератора трение, возникающее между слоями трибоэлектрического наногенератора, снизит эффективность преобразования энергии и долговечность устройства. Исследователи разработали всепогодный трибоэлектрический наногенератор на основе капель, который использует эффект контактной электрификации между жидкостью и твердым телом для выработки электроэнергии. [41]

Датчики движения с автономным питанием
Схема энкодера с изображением системы ременных шкивов.
Система ременных шкивов приводит в действие схему энкодера, преобразуя трение в электрическую энергию .

Термин «датчики с автономным питанием» может относиться к системе, которая питает всю электронику, отвечающую за измерение обнаруживаемого движения. Например, трибоэлектрический энкодер с автономным питанием, интегрированный в интеллектуальную систему ременных шкивов, преобразует трение в полезную электрическую энергию, сохраняя собранную энергию в конденсаторе и полностью питая схему, включающую микроконтроллер и ЖК-дисплей. [42]

Пироэлектрический наногенератор

[ редактировать ]

Пироэлектрический наногенератор — это устройство для сбора энергии, которое преобразует внешнюю тепловую энергию в электрическую энергию с помощью наноструктурированных пироэлектрических материалов. Пироэлектрический эффект заключается в спонтанной поляризации некоторых анизотропных твердых тел в результате колебаний температуры. [43] Первый пироэлектрический наногенератор был представлен Чжун Линь Ваном в Технологическом институте Джорджии в 2012 году. [44]

Механизм

[ редактировать ]
Механизм пироэлектрического наногенератора основан на композитной структуре пироэлектрических наночастиц. Это происходит на отрицательных электрических диполях при (а) комнатной температуре, (б) при нагреве и (в) при охлаждении. Углы, отмеченные на диаграммах, представляют собой степени, до которых диполь будет колебаться под воздействием статистических тепловых флуктуаций.

Принцип работы пироэлектрического наногенератора можно объяснить первичным пироэлектрическим эффектом и вторичным пироэлектрическим эффектом.

Первичный пироэлектрический эффект описывает заряд, возникающий в случае отсутствия деформаций. Первичный пироэлектрический эффект доминирует над пироэлектрическим откликом в ЦТС , БТО и некоторых других сегнетоэлектриках . [45] Механизм основан на термически индуцированном случайном колебании электрического диполя вокруг его равновесной оси, величина которого увеличивается с ростом температуры. [46] Из-за тепловых колебаний при комнатной температуре электрические диполи будут беспорядочно колебаться в пределах градуса от своих соответствующих осей.

При фиксированной температуре спонтанная поляризация электрических диполей постоянна. Если температура в наногенераторе изменится с комнатной на более высокую, это приведет к тому, что электрические диполи начнут колебаться с большей степенью разброса вокруг своих соответствующих осей. Таким образом, количество индуцированных зарядов в электродах уменьшается, что приводит к потоку электронов. Если наногенератор охлаждается, электрические диполи колеблются в пределах меньшего угла разброса из-за меньшей тепловой активности.

Во втором случае полученный пироэлектрический отклик объясняется вторичным пироэлектрическим эффектом, который описывает заряд, создаваемый деформацией, вызванной тепловым расширением. Вторичный пироэлектрический эффект доминирует над пироэлектрическим откликом в ZnO , CdS и некоторых других типа вюрцита материалах . Термическая деформация может вызвать разность пьезоэлектрических потенциалов в материале, которая может заставить электроны течь во внешней цепи.

Приложения

[ редактировать ]

В 2012 году Чжун Линь Ван использовал пироэлектрический наногенератор в качестве датчика температуры с автономным питанием для обнаружения изменения температуры, где время отклика и время сброса датчика составляют около 0,9 и 3 с соответственно. [47]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Шрипадманабхан Индира, Шридхар; Аравинд Вайтхилингам, Чокалингам; Оруганти, Камешвара Сатья Пракаш; Мохд, Файзал; Рахман, Саидур (20 мая 2019 г.). «Наногенераторы как устойчивый источник энергии: современное состояние, применение и проблемы» . Наноматериалы . 9 (5): 773. дои : 10.3390/nano9050773 . ISSN   2079-4991 . ПМК   6566161 . ПМИД   31137520 .
  2. ^ Ван, ЗЛ; Сонг, Дж. (июнь 2006 г.). «Пьезоэлектрические наногенераторы на основе массивов нанопроволок оксида цинка» (PDF) . Наука . 312 (5771): 242–246. Бибкод : 2006Sci...312..242W . дои : 10.1126/science.1124005 . ПМИД   16614215 . S2CID   4810693 .
  3. ^ Чжао, X.; и др. (май 2021 г.). «Гибридные наногенераторы для эффективного улавливания механической и солнечной энергии» . Наука . 24 (5): 102415. Бибкод : 2021iSci...24j2415Z . дои : 10.1016/j.isci.2021.102415 . ПМК   8099563 . ПМИД   33997695 .
  4. ^ М, Ани Мелфа Роджи; Г, Джиджи; Т, Аджит Боско Радж (29 июня 2017 г.). «Ретроспектива о роли пьезоэлектрических наногенераторов в развитии зеленого мира» . РСК Прогресс . 7 (53): 33642–33670. Бибкод : 2017RSCAd...733642R . дои : 10.1039/C7RA05256A . ISSN   2046-2069 .
  5. ^ Ван, Чжун Линь; Ван, Сюйдун; Сун, Цзиньхуэй; Лю, Цзинь; Гао, Ифань (2008). «Пьезоэлектрические наногенераторы для наноустройств с автономным питанием» (PDF) . Повсеместные вычисления IEEE . 7 (1): 49–55. дои : 10.1109/mprv.2008.14 . hdl : 1853/25449 . S2CID   35544892 . Проверено 15 июня 2012 г.
  6. ^ Ван, Чжун Линь; Сун, Цзиньхуэй (14 апреля 2006 г.). «Пьезоэлектрические наногенераторы на основе массивов нанопроволок оксида цинка» . Наука . 312 (5771): 242–246. Бибкод : 2006Sci...312..242W . дои : 10.1126/science.1124005 . ISSN   0036-8075 . ПМИД   16614215 .
  7. ^ Ван, Сюйдун; Сун, Цзиньхуэй; Лю, Цзинь; Ван, Чжун Линь (2007). «Наногенератор постоянного тока, управляемый ультразвуковыми волнами» (PDF) . Наука . 316 (5821): 102–105. Бибкод : 2007Sci...316..102W . дои : 10.1126/science.1139366 . ПМИД   17412957 . S2CID   33172196 .
  8. ^ Цой, МОЙ; Чой, Д.; Джин, MJ; Ким, И.; Ким, Ш.; Чой, JY; Ли, С.Ю.; Ким, Дж. М.; Ким, Юго-Запад (5 июня 2009 г.). «Прозрачные гибкие генерирующие заряд наноустройства с механическим приводом и пьезоэлектрическими наностержнями ZnO» (PDF) . Продвинутые материалы . 21 (21): 2185–2189. Бибкод : 2009AdM....21.2185C . дои : 10.1002/adma.200803605 . S2CID   56383692 . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 года.
  9. ^ Чой, Д.; Цой, МОЙ; Шин, HJ; Юн, СМ; Со, Дж.С.; Чой, JY; Ли, С.Ю.; Ким, Дж. М.; Ким, SW (2010). «Наномасштабные сетевые одностенные электроды из углеродных нанотрубок для прозрачных гибких наногенераторов» (PDF) . Журнал физической химии C. 114 (2): 1379–1384. дои : 10.1021/jp909713c .
  10. ^ Момени, К.; Одегард, генеральный директор; Яссар, РС (2010). «Нанокомпозитный электрический генератор на основе пьезоэлектрических нанопроводов оксида цинка» (PDF) . Журнал прикладной физики . 108 (11): 114303–114303–7. Бибкод : 2010JAP...108k4303M . дои : 10.1063/1.3517095 .
  11. ^ Цинь, Юн; Ван, Сюйдун; Ван, Чжун Линь (14 февраля 2008 г.). «Гибридная структура микроволокна и нанопроволоки для поглощения энергии» (PDF) . Природа . 451 (7180): 809–813. Бибкод : 2008Natur.451..809Q . дои : 10.1038/nature06601 . ПМИД   18273015 . S2CID   4411796 .
  12. ^ Лин, Ю.-Ф.; Сонг, Дж.; Дин, Ю.; Лу, С.-Ю.; Ван, ЗЛ (14 января 2008 г.). «Пьезоэлектрический наногенератор с использованием нанопроводов CdS» (PDF) . Письма по прикладной физике . 92 (2): 022105. Бибкод : 2008ApPhL..92b2105L . дои : 10.1063/1.2831901 . hdl : 1853/27469 .
  13. ^ Хуан, Чи-Те; Сун, Цзиньхуэй; Ли, Вэй-Фань; Дин, Юн; Гао, Чжиюань; Хао, Юэ; Чен, Ли-Джуанн; Ван, Чжун Линь (7 апреля 2010 г.). «Массивы нанопроволок GaN для наногенераторов высокой мощности» (PDF) . Журнал Американского химического общества . 132 (13): 4766–4771. дои : 10.1021/ja909863a . ПМИД   20218713 .
  14. ^ Кусок; Сонг, Дж.; Лу, МОЙ; Чен, Монтана; Гао, Ю.; Чен, LJ; Ван, ZL (март 2009 г.). «Пьезоэлектрический наногенератор с использованием массивов нанопроволок ZnO p-типа» (PDF) . Нано-буквы . 9 (3): 1223–1227. Бибкод : 2009NanoL...9.1223L . дои : 10.1021/nl900115y . ПМИД   19209870 .
  15. ^ Ван, З.; Ху, Дж.; Сурьяванши, АП; Ням, К.; Ю, М.Ф. (октябрь 2007 г.). «Генерация напряжения из отдельных нанопроволок BaTiO 3 под действием периодической растягивающей механической нагрузки» (PDF) . Нано-буквы . 7 (10): 2966–2969. Бибкод : 2007NanoL...7.2966W . дои : 10.1021/nl070814e . ПМИД   17894515 . Архивировано из оригинала (PDF) 19 декабря 2012 г.
  16. ^ Jump up to: а б Чанг, Чи; Тран, Ван Х.; Ван, Джунбо; Фух, Иин-Куэн; Линь, Ливэй (10 февраля 2010 г.). «Пьезоэлектрический полимерный наногенератор прямой записи с высокой эффективностью преобразования энергии» . Нано-буквы . 10 (2): 726–731. Бибкод : 2010NanoL..10..726C . дои : 10.1021/nl9040719 . ПМИД   20099876 .
  17. ^ Хуан, Чи-Те; Сун, Цзиньхуэй; Ли, Вэй-Фань; Дин, Юн; Гао, Чжиюань; Хао, Юэ; Чен, Ли-Джуанн; Ван, Чжун Линь (7 апреля 2010 г.). «Массивы нанопроволок GaN для наногенераторов высокой мощности» (PDF) . Журнал Американского химического общества . 132 (13): 4766–4771. дои : 10.1021/ja909863a . ПМИД   20218713 .
  18. ^ Лин, Ю.-Ф.; Сонг, Дж.; Дин, Ю.; Лу, С.-Ю.; Ван, ЗЛ (14 января 2008 г.). «Пьезоэлектрический наногенератор с использованием нанопроводов CdS» (PDF) . Письма по прикладной физике . 92 (2): 022105. Бибкод : 2008ApPhL..92b2105L . дои : 10.1063/1.2831901 . hdl : 1853/27469 .
  19. ^ Ван, З.; Ху, Дж.; Сурьяванши, АП; Ням, К.; Ю, М.Ф. (октябрь 2007 г.). «Генерация напряжения из отдельных нанопроволок BaTiO 3 под действием периодической растягивающей механической нагрузки» (PDF) . Нано-буквы . 7 (10): 2966–2969. Бибкод : 2007NanoL...7.2966W . дои : 10.1021/nl070814e . ПМИД   17894515 . Архивировано из оригинала (PDF) 19 декабря 2012 г.
  20. ^ Ганешкумар, Раджасекаран; Чеа, Чин Вэй; Сюй, Руизе; Ким, Сан-Гук; Чжао, Ронг (2017). «Гибкий пьезоэлектрический наногенератор высокого выходного напряжения с использованием пористых бессвинцовых нановолокон KNbO3». Письма по прикладной физике . 111 (1): 013905. Бибкод : 2017ApPhL.111a3905G . дои : 10.1063/1.4992786 .
  21. ^ Ян, Р.; Цинь, Ю.; Ли, К.; Чжу, Г.; Ван, ZL (март 2009 г.). «Преобразование биомеханической энергии в электричество с помощью наногенератора, управляемого движением мышц» (PDF) . Нано-буквы . 9 (3): 1201–1205. Бибкод : 2009NanoL...9.1201Y . дои : 10.1021/nl803904b . ПМИД   19203203 .
  22. ^ Цой, Духхён; Чой, Мин Ёль; Чхве, Вон Мук; Шин, Хён Джин; Пак Хён Гю; Со, Джу-Сок; Пак, Чонбонг; Юн, Сон Ми; Че, Сын Джин; Ли, Ён Хи; Ким, Сан Ву; Чхве, Джэ Ён; Ли, Сан Юн; Ким, Чон Мин (18 мая 2010 г.). «Полностью свертываемые прозрачные наногенераторы на основе графеновых электродов». Продвинутые материалы . 22 (19): 2187–2192. Бибкод : 2010AdM....22.2187C . дои : 10.1002/adma.200903815 . ПМИД   20376853 . S2CID   31674433 .
  23. ^ Фан, Франция; Тянь, ZQ; Линь Ван, З. (2012). «Гибкий трибоэлектрический генератор». Нано Энергия . 1 (2): 328–334. дои : 10.1016/j.nanoen.2012.01.004 . S2CID   59434593 .
  24. ^ Ван, Чжун, Линь (15 октября 2012 г.). «Автономный магнитный датчик на основе трибоэлектрического наногенератора» . АСУ Нано . 6 (11): 10378–10383. дои : 10.1021/nn304374m . ПМИД   23061926 . S2CID   8888717 – через публикации ACS. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  25. ^ Ван, ЗЛ (2013). «Трибоэлектрические наногенераторы как новая энергетическая технология для систем с автономным питанием и как активные механические и химические датчики». АСУ Нано . 7 (11): 9533–9557. дои : 10.1021/nn404614z . ПМИД   24079963 . S2CID   4104990 .
  26. ^ Сюн, Пу (25 сентября 2015 г.). «Эффективная зарядка литий-ионных аккумуляторов импульсным выходным током трибоэлектрических наногенераторов» . Передовая наука . 3 (1): 1500255. doi : 10.1002/advs.201500255 . ПМК   5054865 . ПМИД   27774382 .
  27. ^ Время, Асвати (30 декабря 2017 г.). «Наногенераторы становятся беспроводными » Индуистский ​ ISSN   0971-751X . Получено 1 августа 2019 г.
  28. ^ Маллинени, Сай Сунил Кумар; Донг, Юнчан; Белоу, Герберт; Рао, Аппарат М.; Коза, Рамакришна (2018). «Беспроводной трибоэлектрический наногенератор». Передовые энергетические материалы . 8 (10): 1702736.arXiv : 1707.03677 . дои : 10.1002/aenm.201702736 . ISSN   1614-6840 . S2CID   115401318 .
  29. ^ Чжу, Г.; Пан, К.; Го, В.; Чен, CY; Чжоу, Ю.; Ю, Р.; Ван, ЗЛ (2012). «Импульсное электроосаждение с использованием трибоэлектрического генератора для создания микрорисунков». Нано-буквы . 12 (9): 4960–4965. Бибкод : 2012NanoL..12.4960Z . дои : 10.1021/nl302560k . ПМИД   22889363 .
  30. ^ Ван, С.; Лин, Л.; Ван, ЗЛ (2012). «Наномасштабное преобразование энергии с использованием трибоэлектрического эффекта для устойчивого питания портативной электроники». Нано-буквы . 12 (12): 6339–6346. Бибкод : 2012NanoL..12.6339W . CiteSeerX   10.1.1.653.8167 . дои : 10.1021/nl303573d . ПМИД   23130843 .
  31. ^ Ван, С.; Лин, Л.; Се, Ю.; Цзин, К.; Ню, С.; Ван, ЗЛ (2013). «Скользящие трибоэлектрические наногенераторы на основе внутриплоскостного механизма разделения зарядов». Нано-буквы . 13 (5): 2226–2233. Бибкод : 2013NanoL..13.2226W . CiteSeerX   10.1.1.653.7572 . дои : 10.1021/nl400738p . ПМИД   23581714 .
  32. ^ Чжу, Г.; Чен, Дж.; Лю, Ю.; Бай, П.; Чжоу, Ю.С.; Цзин, К.; Пан, К.; Ван, ЗЛ (2013). «Линейно-решеточный трибоэлектрический генератор на основе скользящей электрификации». Нано-буквы . 13 (5): 2282–2289. Бибкод : 2013NanoL..13.2282Z . дои : 10.1021/nl4008985 . ПМИД   23577639 . S2CID   23207686 .
  33. ^ Лин, Л.; Ван, С.; Се, Ю.; Цзин, К.; Ню, С.; Ху, Ю.; Ван, ЗЛ (2013). «Дисковый трибоэлектрический наногенератор с сегментной структурой для сбора вращательной механической энергии». Нано-буквы . 13 (6): 2916–2923. Бибкод : 2013NanoL..13.2916L . CiteSeerX   10.1.1.653.6174 . дои : 10.1021/nl4013002 . ПМИД   23656350 .
  34. ^ Ян, Ю.; Чжоу, Ю.С.; Чжан, Х.; Лю, Ю.; Ли, С.; Ван, ЗЛ (2013). «Трибоэлектрический наногенератор на основе одного электрода как автономная система слежения». Продвинутые материалы . 25 (45): 6594–6601. Бибкод : 2013AdM....25.6594Y . дои : 10.1002/adma.201302453 . ПМИД   24166972 . S2CID   34609609 .
  35. ^ Ян, Ю.; Чжан, Х.; Чен, Дж.; Цзин, К.; Чжоу, Ю.С.; Вэнь, X.; Ван, ЗЛ (2013). «Одноэлектродный скользящий трибоэлектрический наногенератор для автономной системы датчиков вектора смещения». АСУ Нано . 7 (8): 7342–7351. дои : 10.1021/nn403021m . ПМИД   23883397 . S2CID   5535819 .
  36. ^ Янг, В.; Чен, Дж.; Чжу, Г.; Вэнь, X.; Бай, П.; Су, Ю.; Лин, Ю.; Ван, З. (2013). «Сбор энергии вибрации с помощью трибоэлектрического наногенератора на основе тройной кантилевера». Нано-исследования . 6 (12): 880–886. дои : 10.1007/s12274-013-0364-0 . S2CID   16320893 .
  37. ^ Се, Яннан; Ван, Линь, Цзин, Циншен; Ню, Симиао; Ван, Чжун Линь (14 июня 2013 г.) . Механизм сбора энергии ветра» . ACS Nano . 7 (8): 7119–7125. doi : 10.1021/nn402477h . ISSN   1936-0851 . PMID   23768179 .
  38. ^ Ху, Юфан; Ян, Джин; Цзин, Циншэнь; Ню, Симиао; У, Вэньчжо; Ван, Чжун Линь (31 октября 2013 г.). «Трибоэлектрический наногенератор на основе подвешенной трехмерной спиральной структуры в качестве датчика вибрации и позиционирования и сборщика волновой энергии» . АСУ Нано . 7 (11): 10424–10432. дои : 10.1021/nn405209u . ISSN   1936-0851 . ПМИД   24168315 .
  39. ^ Ян, Я; Чжан, Хулин; Лю, Жоюй; Вэнь, Сяонань; Хоу, Те-Чиен; Ван, Чжун Линь (16 июля 2013 г.). «Полностью закрытые трибоэлектрические наногенераторы для применения в воде и агрессивных средах» . Передовые энергетические материалы . 3 (12): 1563–1568. дои : 10.1002/aenm.201300376 . ISSN   1614-6832 . S2CID   94947493 .
  40. ^ Сихун, Линь, Цзин, Су, Ву, Чжун Линь (май 2014 г. ) Се, Яннан; Ван , . Энергия . 6 : 129–136. doi : 10.1016/j.nanoen.2014.03.015 . ISSN   2211-2855 .
  41. ^ «Всепогодный капельный трибоэлектрический наногенератор для сбора волновой энергии» . doi : 10.1021/acsnano.1c02790.s002 . Проверено 19 ноября 2021 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
  42. ^ Тагави, Маджид; Седеги, Али; Мондини, Алессио; Маццолаи, Барбара; Беккаи, Люсия; Маттоли, Виргилио (2015). «Трибоэлектрические элементы интеллектуальных машин и энкодер с автономным питанием». Нано Энергия . 13 :92–102. дои : 10.1016/j.nanoen.2015.02.011 .
  43. ^ Зук, доктор медицинских наук; Лю, ST (1978). «Пироэлектрические эффекты в тонкой пленке». Журнал прикладной физики . 49 (8): 4604. Бибкод : 1978JAP....49.4604Z . дои : 10.1063/1.325442 .
  44. ^ Ян, Ю.; Го, В.; Прадел, КК; Чжу, Г.; Чжоу, Ю.; Чжан, Ю.; Ху, Ю.; Лин, Л.; Ван, ЗЛ (2012). «Пироэлектрические наногенераторы для сбора термоэлектрической энергии». Нано-буквы . 12 (6): 2833–2838. Бибкод : 2012NanoL..12.2833Y . CiteSeerX   10.1.1.654.3691 . дои : 10.1021/nl3003039 . ПМИД   22545631 .
  45. ^ Да, КП; Тамагава, Т.; Полла, Д.Л. (1991). «Экспериментальные исследования первичных и вторичных пироэлектрических эффектов в тонких пленках Pb(ZrO x Ti 1-x )O 3 , PbTiO 3 и ZnO». Журнал прикладной физики . 70 (10): 5538. Бибкод : 1991JAP....70.5538Y . дои : 10.1063/1.350212 .
  46. ^ Ян, Ю.; Юнг, Дж. Х.; Юн, БК; Чжан, Ф.; Прадел, КК; Го, В.; Ван, ЗЛ (2012). «Гибкие пироэлектрические наногенераторы с использованием композитной структуры бессвинцовых нанопроволок KNbO3». Продвинутые материалы . 24 (39): 5357–5362. Бибкод : 2012AdM....24.5357Y . дои : 10.1002/adma.201201414 . ПМИД   22837044 . S2CID   205245776 .
  47. ^ Ян, Ю.; Чжоу, Ю.; Ву, Дж. М.; Ван, ЗЛ (2012). «Одиночные микро/нанопроволочные пироэлектрические наногенераторы как автономные датчики температуры». АСУ Нано . 6 (9): 8456–8461. дои : 10.1021/nn303414u . ПМИД   22900676 . S2CID   6502534 .
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Nanogenerator&oldid=1238921590"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: cafb844c84c3c875bf7ce14768e3ec6f__1722933540
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/ca/6f/cafb844c84c3c875bf7ce14768e3ec6f.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Nanogenerator - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)