3D Printing Modulated Polyvinylidene Fluoride Arrays for Enhanced Output of Piezoelectric Energy Harvesters

聚偏氟乙烯 压电 材料科学 氟化物 能量收集 能量(信号处理) 复合材料 声学 聚合物 化学 物理 无机化学 量子力学
作者
Xingneng Wei,Lu Jin,Junyu Chen,Yijun Li,Xingang Liu,Chuhong Zhang
出处
期刊:ACS applied polymer materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (20): 12469-12477
标识
DOI:10.1021/acsapm.4c01784
摘要

Compared with traditional two-dimensional piezoelectric energy harvesters (PEHs), the construction of three-dimensional (3D) structures can couple piezoelectric coefficients and multidimensional flexibility, enabling more sensitive sensing and efficient energy harvesting. However, the understanding of the underlying mechanism of how the structure design of the PEH contributes to its piezoelectric properties remains superficial so far. Herein, we propose theoretical simulation combined with a fused deposition modeling (FDM) 3D printing technique to construct polyvinylidene fluoride (PVDF) array PEHs with different annular microcell (triangular, circular, and square ring) structures. The theoretical simulation results show that reducing the force area of the microcell can effectively amplify the local strain, resulting in a significant increase in the piezoelectric output of PVDF array PEHs. Consistent with the simulation results, the triangular ring array PVDF PEH with a small force-bearing area shows the highest piezoelectric output voltage of 15.6 V, which can quickly charge a 1 μF capacitor to 5.5 V within 5 min. This work provides guidance for architecting 3D PEH with efficient force-electric conversion structures for future green energy storage and self-powered systems.

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
谦让的灵阳完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
yyyyyyy111发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI6.2应助嫤姝采纳,获得10
2秒前
王兵发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
丘比特应助shancui采纳,获得10
3秒前
春桑早点睡完成签到,获得积分10
3秒前
仙灵女巫发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
卡其嘛亮完成签到,获得积分10
3秒前
AixLeft发布了新的文献求助10
3秒前
傲娇的秋柳完成签到,获得积分10
3秒前
zlzlzte完成签到 ,获得积分10
4秒前
可靠幼旋发布了新的文献求助10
4秒前
wyz发布了新的文献求助10
5秒前
zero完成签到,获得积分10
5秒前
扶摇发布了新的文献求助10
5秒前
超级绫完成签到,获得积分10
5秒前
俭朴山灵完成签到 ,获得积分10
5秒前
bogula1112完成签到 ,获得积分10
5秒前
yihuifa完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
111111ww完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
隐形曼青应助搞怪的萃采纳,获得10
7秒前
泊远轩应助不可靠月亮采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
怡宝宝发布了新的文献求助30
7秒前
鹿鹿发布了新的文献求助10
8秒前
陈晶完成签到,获得积分10
8秒前
活力的紫菜完成签到,获得积分10
8秒前
千空应助离雨采纳,获得10
9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
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
Free parameter models in liquid scintillation counting 1000
Standards for Molecular Testing for Red Cell, Platelet, and Neutrophil Antigens, 7th edition 1000
The Organic Chemistry of Biological Pathways Second Edition 800
The Psychological Quest for Meaning 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6315627
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8131794
关于积分的说明 17043564
捐赠科研通 5371010
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2851463
邀请新用户注册赠送积分活动 1829247
关于科研通互助平台的介绍 1681259