新聞網(wǎng)訊 針對現(xiàn)有直流摩擦電納米發(fā)電機(jī)存在的問題，我校龍云澤教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計了一種基于電荷泵和空氣電離的新型滾動模式的直流摩擦電納米發(fā)電機(jī)。該工作最近以題為High-voltage direct current triboelectric nanogenerator based on charge pump and air ionization used directly for electrospinning發(fā)表在國際知名期刊Nano Energy上（https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107599）。論文第一作者是我院碩士研究生孫德俊和博士研究生宋威志，論文通訊作者是我院青年教師張俊和龍云澤教授。
據(jù)悉，基于電荷泵和空氣電離的新型滾動模式的直流摩擦電納米發(fā)電機(jī)由三種具有不同電負(fù)性的摩擦電材料和金屬電極組成。摩擦層為亞克力輥、聚四氟乙烯輥和橡膠帶，電極為尖銳的金屬。整個系統(tǒng)使用接觸帶電來產(chǎn)生和積累靜電荷。在旋轉(zhuǎn)過程中，皮帶不斷地將電子從亞克力輥轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯輥，使兩個輥?zhàn)臃e累正電荷和負(fù)電荷。滾筒與電極之間的高壓電離空氣并將高壓傳輸?shù)诫姌O，使電子在外電路中始終單向流動，實(shí)現(xiàn)直流輸出。這種工作方式利用滾動摩擦產(chǎn)生電荷，大大降低了摩擦損失，延長了設(shè)備的使用壽命?；跐L動模式的新型直流摩擦納米發(fā)電機(jī)無需整流器即可成功獲得高壓直流輸出（電壓可高達(dá)8 kV，短路電流5 μA），并成功用作靜電紡絲的高壓電源制備了聚偏二氟乙烯、聚乳酸、聚丙烯腈和尼龍6等納米纖維膜。直流摩擦電納米發(fā)電機(jī)驅(qū)動的靜電紡絲系統(tǒng)可與商業(yè)化靜電紡絲裝置相媲美。這給靜電紡絲技術(shù)帶來了新的方向和突破，特別是在沒有市電供應(yīng)的野外。此外，通過調(diào)節(jié)直流摩擦納米發(fā)電機(jī)的速度可調(diào)控電源的輸出功率從而向普通電子設(shè)備供電。例如，該發(fā)電機(jī)可直接點(diǎn)亮4000個發(fā)光二極管、給330 μF的電容器充電、讓濕度計正常工作。該納米發(fā)電機(jī)可作為穩(wěn)定的高壓電源，為物聯(lián)網(wǎng)時代分散型微型電子設(shè)備和傳感器供電。
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