Superhydrophobic cellulosic triboelectric materials for distributed energy harvesting

摩擦电效应 纳米发生器 材料科学 纤维素乙醇 纳米技术 纳米尺度 纳米颗粒 表面改性 表面能 能量收集 能量(信号处理) 复合材料 工程类 纤维素 化学工程 统计 压电 数学
作者
Chenyuan Zhang,Wanglin Zhang,Guoli Du,Qiu Fu,Jilong Mo,Shuangxi Nie
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:452: 139259-139259 被引量:93
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.139259
摘要

The development of triboelectric nanogenerators (TENGs) has made it possible to collect large-scale distributed energy, and their applications in the field of energy harvesting are promising. However, the erosion of water molecules in humid environments is a major challenge limiting the application of triboelectric materials. In this study, superhydrophobic methylated cellulosic triboelectric materials were prepared and rectangular TENG with an internal grid structure was designed for distributed energy harvesting. Interfacial modification of the cellulose nanofibrils (CNF) surface by silica nanoparticles to form a nanoscale microstructured surface further enhances the hydrophobicity of the triboelectric material. It was found that the modified CNF triboelectric material has excellent super-hydrophobicity (WCA: 154.7°), surface roughness (RMS: 72.61), and low surface energy. In addition, the RT-TENG internal grid structure is designed to allow external impact forces to be applied more uniformly to the surface of the f triboelectric material, demonstrating excellent electrical output performance (120 V) and cycling stability (10,000 cycles) when applied to distributed energy harvesting. This study provides a novel strategy for the design and preparation of superhydrophobic triboelectric materials and guides the study of distributed energy harvesting.
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