Advancing Energy Harvesting Efficiency from a Single Droplet: A Mechanically Guided 4D Printed Elastic Hybrid Droplet‐Based Electricity Generator

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作者
Dongik Kam,Girak Gwon,Sunmin Jang,Donghyeon Yoo,Sung Jea Park,Moonwoo La,Dongwhi Choi
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:35 (48) 被引量:27
标识
DOI:10.1002/adma.202303681
摘要

A droplet possesses the ubiquity and potential to harvest a vast amount of energy. To exploit droplets effectively, a novel output enhancement strategy that can coexist and create synergy with the recently studied droplet-based electricity generator (DEG) and material/surface structure modification must be investigated. In this study, a mechanical buckling-based 4D printed elastic hybrid droplet-based electricity generator (HDEG) consisting of a DEG and solid-solid triboelectric nanogenerator (S-S TENG) is first presented. During the electricity generation process of the DEG by droplet impact, the HDEG structure, which is merged via a simple 4D printing technique, permits the conversion of dissipated energy into elastic energy, resulting in an S-S TENG output. The HDEG outputs are naturally integrated owing to the simultaneous activation of a single droplet, resulting in an approximately 30% improvement over the output of a single DEG. Internal and external parametric studies are performed as HDEG design guidelines. The HDEG exhibits a 25% better energy supply performance than that of a single DEG, demonstrating its applicability as a power source. This research proposes the way toward a hybrid system that efficiently harvests energy from ubiquitous droplets.
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