MXene Lubricated Tribovoltaic Nanogenerator with High Current Output and Long Lifetime

耐久性 材料科学 电流密度 纳米发生器 导电体 电阻抗 极性(国际关系) 光电子学 电气工程 工程物理 复合材料 化学 工程类 物理 压电 量子力学 细胞 生物化学
作者
Wenyan Qiao,Linglin Zhou,Zhihao Zhao,Peiyuan Yang,Di Liu,Xiaoru Liu,Jiaqi Liu,Dongyang Liu,Zhong Lin Wang,Jie Wang
出处
期刊:Nano-micro Letters [Springer Science+Business Media]
卷期号:15 (1) 被引量:21
标识
DOI:10.1007/s40820-023-01198-z
摘要

Abstract Tribovoltaic nanogenerators (TVNGs) have the characteristics of high current density, low matched impedance and continuous output, which is expected to solve the problem of power supply for small electronic devices. However, wear occurrence in friction interface will seriously reduce the performance of TVNGs as well as lifetime. Here, we employ MXene solution as lubricate to improve output current density and lifetime of TVNG simultaneously, where a high value of 754 mA m −2 accompanied with a record durability of 90,000 cycles were achieved. By comparing multiple liquid lubricates with different polarity, we show that conductive polar liquid with MXene as additive plays a crucial role in enhancing the electrical output performance and durability of TVNG. Moreover, the universality of MXene solution is well demonstrated in various TVNGs with Cu and P -type Si, and Cu and N -GaAs as material pairs. This work may guide and accelerates the practical application of TVNG in future.
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