An All‐Fabric Droplet‐Based Energy Harvester with Topology Optimization

材料科学 摩擦电效应 电极 电压 功率密度 拓扑(电路) 纳米发生器 能量收集 开路电压 晶体管 光电子学 功率(物理) 电气工程 复合材料 物理 量子力学 压电 工程类
作者
Fei Liang,Xujiang Chao,Shudong Yu,Yuheng Gu,Xiaohui Zhang,Xin Wei,Jintu Fan,Xiaoming Tao,Dahua Shou
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:12 (9) 被引量:41
标识
DOI:10.1002/aenm.202102991
摘要

Abstract The output power density of a triboelectric nanogenerator can be enhanced by several orders of magnitude by a field‐effect transistor like structure. However, the previously reported strip top electrode is not ideal for optimum generation and stable transfer of charges under practical dynamic conditions. Switched on by an impinged droplet, the bridged closed‐loop electric circuit transfers the accumulated charges by converting the conventional interfacial effect into a bulk effect. Randomly falling droplets cannot always exactly impinge the electrode with the desired spreading contact to achieve a high peak voltage, and a large fraction of low‐voltage direct‐contact and sliding‐contact modes will lead to low output and instability. To address this critical challenge, a topology‐optimized droplet energy harvesting fabric (TO‐DEHF) for stable and efficient output from randomly falling droplets is reported. The optimized fabric electrodes in a hexagonal network feature a stable open‐circuit voltage under moving and rotating patterns, threefold over that with the strip electrodes. The peak power density of the TO‐DEHF (71.8 mW m –2 ) is 4.8‐fold versus the latter (14.8 mW m –2 ). Moreover, the all‐fabric TO‐DEHF has high flexibility and breathability, based on which a self‐powered wireless wearable prototype is successfully demonstrated for detection of crucial droplet properties, including temperature, pH, and salinity.
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
彭于晏应助和谐的灵松采纳,获得10
2秒前
fxs发布了新的文献求助10
2秒前
JamesPei应助macchiato采纳,获得30
2秒前
李健的小迷弟应助///采纳,获得10
2秒前
周方荣发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
星辰大海应助口袋的天空采纳,获得10
3秒前
圥忈发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
susu完成签到,获得积分10
5秒前
Ava应助隐形红牛采纳,获得10
6秒前
LucyMartinez发布了新的文献求助10
6秒前
Thermalwave完成签到,获得积分10
6秒前
学霸业应助wwx采纳,获得10
6秒前
酷波er应助科研废物采纳,获得10
6秒前
大象放冰箱完成签到,获得积分10
6秒前
氨气发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
科研小白发布了新的文献求助10
6秒前
清脆寻梅完成签到,获得积分10
7秒前
传奇3应助weixing采纳,获得10
7秒前
LLT完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
ReginaLee完成签到 ,获得积分10
8秒前
left_right发布了新的文献求助10
9秒前
筰侑发布了新的文献求助10
9秒前
坦率灵槐发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
NexusExplorer应助112233采纳,获得10
10秒前
太白君发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
吸气肌训练完成签到,获得积分10
10秒前
温暖的梦柏完成签到,获得积分10
10秒前
酷波er应助uni采纳,获得10
10秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Arthritis and Related Conditions, An Issue of Orthopedic Clinics 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7286073
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8906493
关于积分的说明 18847546
捐赠科研通 6955632
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3208252
关于科研通互助平台的介绍 2378368
邀请新用户注册赠送积分活动 2183861