Efficient energy conversion mechanism and energy storage strategy for triboelectric nanogenerators

摩擦电效应 储能 能量收集 机械能 能量转换 高效能源利用 电气工程 材料科学 电源管理 能量转换效率 能源管理 数码产品 计算机科学 能量(信号处理) 工程类 物理 功率(物理) 复合材料 热力学 量子力学
作者
Huiyuan Wu,Chuncai Shan,Shaoke Fu,Kaixian Li,Jian Wang,Shuyan Xu,Gui Li,Qionghua Zhao,Hengyu Guo,Chenguo Hu
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1): 6558-6558 被引量:175
标识
DOI:10.1038/s41467-024-50978-7
摘要

Energy management strategy is the essential approach for achieving high energy utilization efficiency of triboelectric nanogenerators (TENGs) due to their ultra-high intrinsic impedance. However, the proven management efficiency in practical applications remains low, and the output regulation functionality is still lacking. Herein, we propose a detailed energy transfer and extraction mechanism addressing voltage and charge losses caused by the crucial switches in energy management circuits. The energy conversion efficiency is increased by 8.5 times through synergistical optimization of TENG and switch configurations. Furthermore, a TENG-based power supply with energy storage and regularization functions is realized through system circuit design, demonstrating the stable powering electronic devices under irregular mechanical stimuli. A rotating TENG that only works for 21 s can make a hygrothermograph work stably for 417 s. Even under hand driving, various types of TENGs can consistently provide stable power to electronic devices such as calculators and mini-game consoles. This work provides an in-depth energy transfer and conversion mechanism between TENGs and energy management circuits, and also addresses the technical challenge in converting unstable mechanical energy into stable and usable electricity in the TENG field. Effective energy management is essential to enable triboelectric nanogenerators for realistic applications. Here, the authors optimize TENG and switch configurations to improve energy conversion efficiency and design a TENG-based power supply with energy storage and output regulation functionalities.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
SciGPT的应助被yym996采纳,获得10
刚刚
1秒前
科目三的应助被小梁采纳,获得10
1秒前
1秒前
Pojun完成签到,获得积分10
1秒前
小马发布了新的文献求助10
2秒前
奋斗的凌翠完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
aaa专业藕片打孔完成签到,获得积分10
3秒前
旺仔的应助被ymmmjjd采纳,获得20
4秒前
木木发布了新的文献求助10
4秒前
拿铁加铁完成签到 ,获得积分10
5秒前
yyk完成签到,获得积分10
5秒前
沈樾发布了新的文献求助10
6秒前
xkh发布了新的文献求助30
6秒前
散装洋芋发布了新的文献求助10
6秒前
火星上的穆完成签到,获得积分10
6秒前
香蕉觅云的应助被seven采纳,获得10
7秒前
科研通AI6.4的应助被木易博士采纳,获得10
7秒前
顾矜的应助被文献求求人呀采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
温暖的山槐完成签到,获得积分10
8秒前
科研通AI6.4的应助被Jackcaosky采纳,获得10
8秒前
CipherSage的应助被文献求求人呀采纳,获得10
8秒前
英俊的铭的应助被长舒采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
打打的应助被文献求求人呀采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
hhcc完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
丘比特的应助被文献求求人呀采纳,获得10
9秒前
cxxxxx完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
zizi完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
Les Mots du discours 600
A Consideration on Use of Material Grades for Hull Structural Members Based on Fracture Toughness(Second Report) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8117922
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9523414
关于积分的说明 21545229
捐赠科研通 7696612
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3414417
关于科研通互助平台的介绍 2540462
邀请新用户注册赠送积分活动 2454385