Notepad-like Triboelectric Generator for Efficiently Harvesting Low-Velocity Motion Energy by Interconversion between Kinetic Energy and Elastic Potential Energy

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作者
Guanlin Liu,Qiang Leng,Jiawei Lian,Hengyu Guo,Yi Xi,Chenguo Hu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:7 (2): 1275-1283 被引量:23
标识
DOI:10.1021/am507477y
摘要

Great attention has been paid to nanogenerators that harvest energy from ambient environments lately. In order to give considerable output current, most nanogenerators require high-velocity motion that in most cases can hardly be provided in our daily life. Here we report a notepad-like triboelectric generator (NTEG), which uses simple notepad-like structure to generate elastic deformation so as to turn a low-velocity kinetic energy into high-velocity kinetic energy through the conversion of elastic potential energy. Therefore, the NTEG can achieve high current output under low-velocity motion, which completely distinguishes it from tribogenerators previously reported. The factors that may affect the output performance are explored, including the number of slices, active length of slice, press speed, and vertical displacement. In addition, the working mechanism is systematically studied, indicating that the efficiency of the generator can be greatly enhanced by interconversion between kinetic energy and elastic potential energy. The short-circuit current, the open-circuit voltage, and power density are 205 μA and 470 V and 9.86 W/m2, respectively, which is powerful enough to light up hundreds of light-emitting diodes (LEDs) and charge a commercial capacitor. Besides, NTEGs have been successfully applied to a self-powered door monitor.
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