On Maxwell's displacement current for energy and sensors: the origin of nanogenerators

纳米发生器 位移电流 物理 电磁学 摩擦电效应 工程物理 电流(流体) 静电感应 压电 功率(物理) 计算机科学 能量收集 电气工程 工程类 量子力学 电极
作者
Zhong Lin Wang
出处
期刊:Materials Today [Elsevier BV]
卷期号:20 (2): 74-82 被引量:2101
标识
DOI:10.1016/j.mattod.2016.12.001
摘要

Self-powered system is a system that can sustainably operate without an external power supply for sensing, detection, data processing and data transmission. Nanogenerators were first developed for self-powered systems based on piezoelectric effect and triboelectrification effect for converting tiny mechanical energy into electricity, which have applications in internet of things, environmental/infrastructural monitoring, medical science and security. In this paper, we present the fundamental theory of the nanogenerators starting from the Maxwell equations. In the Maxwell's displacement current, the first term ε0∂E∂t gives the birth of electromagnetic wave, which is the foundation of wireless communication, radar and later the information technology. Our study indicates that the second term ∂P∂t in the Maxwell's displacement current is directly related to the output electric current of the nanogenerator, meaning that our nanogenerators are the applications of Maxwell's displacement current in energy and sensors. By contrast, electromagnetic generators are built based on Lorentz force driven flow of free electrons in a conductor. This study presents the similarity and differences between pieozoelectric nanogenerator and triboelectric nanogenerator, as well as the classical electromagnetic generator, so that the impact and uniqueness of the nanogenerators can be clearly understood. We also present the three major applications of nanogenerators as micro/nano-power source, self-powered sensors and blue energy.
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
1秒前
JCTera发布了新的文献求助10
1秒前
。。。发布了新的文献求助10
1秒前
TYLZ给Rae的求助进行了留言
3秒前
3秒前
Field发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
acat完成签到 ,获得积分10
6秒前
agonie完成签到,获得积分10
7秒前
桐桐的应助被1122采纳,获得10
7秒前
仿生人发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
心肺复苏~发布了新的文献求助10
10秒前
有风的地方完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
12秒前
研友_Z6WNB8的应助被大力的源智采纳,获得10
12秒前
阿喔完成签到,获得积分10
12秒前
kano完成签到,获得积分10
13秒前
王丹靖完成签到 ,获得积分10
14秒前
16秒前
颖wing发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
17秒前
19秒前
Tungsten发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
。。。完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
wxl发布了新的文献求助10
21秒前
奇逆的应助被agonie采纳,获得10
22秒前
23秒前
wjy发布了新的文献求助10
23秒前
cheney发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
送地方就完成签到 ,获得积分10
24秒前
充电宝的应助被尧尧采纳,获得10
24秒前
子轩发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
27秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Management and the Arts 510
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 400
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 1: A–B 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7818701
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9346803
关于积分的说明 20537769
捐赠科研通 7411269
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3332081
关于科研通互助平台的介绍 2478266
邀请新用户注册赠送积分活动 2351826