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论论资讯 ｜ 2023-10-27 ｜
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Energy and Environmental Sciences
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A constant current triboelectric nanogenerator achieved by hysteretic and ordered charge migration in dielectric polymers
Wu H.; Wang J.; Fu S.; Shan C.; Zhao Q.; Li K.; Li G.; Mu Q.; Wang X.; Hu C.
Published：2023-01-01
DOI：10.1039/d3ee02808a
研究背景
随着环境问题的日益严峻，人们越来越关注环境友好型能源的开发和利用。然而，现有的摩擦发电机存在着输出不稳定等问题，难以实现高效能量收集。因此，如何构建具有稳定连续输出能力的摩擦发电机成为当前研究领域的重要问题。
研究内容
本研究首次提出了一种新概念——利用介电聚合物中的迟滞和有序电荷迁移行为构建稳定连续输出能力的摩擦发电机。介电聚合物的弱电荷约束能力和高表面摩擦电势为电荷定向运动创造了基本条件，而这种运动是一种延迟且均匀的过程，从而在外部电路中产生了连续稳定的输出。此外，这种电荷迁移行为的强自发性能够使得所提出的摩擦发电机表现出极佳的输出性能，实现了9.4 W m<sup>−2</sup> Hz<sup>−1</sup> 的连续稳定输出功率，创下了记录。此外，这种电荷迁移行为还概念性地缩短了厚介电层的有效厚度，使其既具有高耐磨性又具有高输出性能。
研究意义
本研究提出了一种新的概念，为进一步开发各种稳定连续输出能力的摩擦发电机提供了新思路，并深入探讨了介电聚合物中的电荷迁移行为，具有重要的和应用前景。
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