Rolling Spherical Triboelectric Nanogenerators (RS-TENG) under Low-Frequency Ocean Wave Action

摩擦电效应 材料科学 能量收集 电介质 纳米发生器 电极 电压 振荡(细胞信号) 机械能 电势能 声学 光电子学 功率(物理) 电气工程 复合材料 物理 压电 工程类 化学 量子力学 生物化学
作者
Yuzhou Wang,Ali Matin Nazar,Jiajun Wang,Kequan Xia,Delin Wang,Xiaosheng Ji,Pengcheng Jiao
出处
期刊:Journal of Marine Science and Engineering [MDPI AG]
卷期号:10 (1): 5-5 被引量:36
标识
DOI:10.3390/jmse10010005
摘要

Triboelectric nanogenerators (TENG), which convert mechanical energy (such as ocean waves) from the surrounding environment into electrical energy, have been identified as a green energy alternative for addressing the environmental issues resulting from the use of traditional energy resources. In this experimental design, we propose rolling spherical triboelectric nanogenerators (RS-TENG) for collecting energy from low-frequency ocean wave action. Copper and aluminum were used to create a spherical frame which functions as the electrode. In addition, different sizes of spherical dielectric (SD1, SD2, SD3, and SD4) were developed in order to compare the dielectric effect on output performance. This design places several electrodes on each side of the spherical structure such that the dielectric layers are able to move with the slightest oscillation and generate electrical energy. The performance of the RS-TENG was experimentally investigated, with the results indicating that the spherical dielectrics significantly impact energy harvesting performance. On the other hand, the triboelectric materials (i.e., copper and aluminum) play a less important role. The copper RS-TENG with the largest spherical dielectrics is the most efficient structure, with a maximum output of 12.75 V in open-circuit and a peak power of approximately 455 nW.

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