天津工业大学在纳米发电机直流发电集成化研究领域取得重要进展
发布人:赵军  发布时间:2020-12-19   浏览次数:154

近年来,研究探索小动能致电转换技术,实现无需外界电源就能完成自供电纳米发电机的设计是新型纳米技术领域的最重要研究方向之一。目前,纳米发电机设计开发过程中,材料形变的交替变化,导致输出的电压及电流为交变信号,要想实现交变电压、电流的合理使用,仍需要一个复杂的外界电路实现电荷的积累及整流。因此,设计自供电、自整流、柔性集成一体的新型纳米发电机具有重要的现实意义。


天津工业大学纺织科学与工程学院王闻宇副教授和林童教授课题组在纳米发电机直流发电集成化研究领域取得重要进展,相关成果以“Direct-current Energy Generators from Polypyrrole-coated Fabric/Metal Schottky Diodes with Considerably Improved Output”为题,发表在国际期刊《Journal of Materials Chemical A》(影响因子为11.3),王闻宇副教授与纺织科学与工程学院的博士生韩幸为该论文的共同第一作者。



课题组通过在非织造布上沉积导电聚合物聚吡咯(Ppy),制备了Au/PPy-coated fabric/Al结构的柔性纳米发电机器件,该柔性器件通过弯曲、挤压等方式,使AL电极与聚吡咯涂层产生接触式摩擦电荷,并在聚吡咯涂层与金属AL之间形成肖特基接触,遵循肖特基二极管可将交流电转变直流电的理论,得到自供电、自整流柔性纳米发电机。该柔性纳米发电机(2Χ2cm2)可以得到3.27V和330uA的电压电流输出,并可以直接为电子表或LED灯等低功率电子器件提供电能。



该工作提出了新型肖特基接触摩擦能源采集致电转换的策略,为新型自供电、自整流、柔性集成化的纳米发电机的设计提供了一种新思路,使纳米发电机与纳米器件的进一步整合、集成实现真正意义上的纳米系统成为可能。该研究工作得到了天津市自然科学基金重点项目的支持。