Fatigue-resistant high-performance dielectric elastomer generator in alternating current method

材料科学 电容 电介质 弹性体 交流电 电压 介电弹性体 发电机(电路理论) 复合材料 电流密度 光电子学 电气工程 电极 功率(物理) 热力学 物理 工程类 量子力学
作者
Zisheng Xu,Jianbo Tan,Haojie Chen,Kui Di,Kunwei Bao,Jinzhan Cheng,Xinjun Xie,Shaodi Zheng,Shizhe Lin,Jiancheng Cai,Tinghai Cheng,Liwu Liu,Zhong Lin Wang,E Shiju
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:109: 108314-108314 被引量:19
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2023.108314
摘要

Dielectric elastomer generator (DEG) is a solid-state electrostatic device with variable capacitance. As an energy harvester, it should be passive, high performance, and fatigue-resistant. However, no such DEGs can satisfy these requirements simultaneously as the high performance strongly depends on a high external voltage and large capacitance change, which are prone to dielectric elastomer film fatigue and failure. In this study, we developed a passive alternating current dielectric elastomer generator (AC-DEG) to reconcile the contradiction and satisfy these requirements. Based on the AC method, a high performance by structural parameters could be obtained with a small capacitance change, which avoids the large capacitance change, and consequently, fatigue and failure. The AC-DEG exhibits energy density of 111 mJ/g with an energy conversion efficiency of 51.8% and charge density of 5.6 mC/m2 per cycle at 1.5 Hz with only a two-fold capacitance change. Furthermore, the AC-DEG can maintain over 100 mJ/g and 4.6 mC/m2 per cycle in a continuous operation for over 7 days (> 1 million cycles) at 1.5 Hz. We developed an integrated device with two AC-DEGs to charge commercial Li-polymer batteries with different capacities. This study provides an effective route for development of DEGs toward practical applications and industrialization.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
坦率的寻菱完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
付华发布了新的文献求助30
2秒前
慈善家完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
l玖应助ccon采纳,获得10
6秒前
orixero应助zzuli_liu采纳,获得10
6秒前
qqli完成签到,获得积分10
6秒前
顾矜应助王彬采纳,获得10
6秒前
谣谣发布了新的文献求助10
7秒前
金jin发布了新的文献求助10
7秒前
彭于晏应助95采纳,获得10
7秒前
7秒前
星球杯发布了新的文献求助10
7秒前
香蕉觅云应助啦啦啦啦采纳,获得10
8秒前
liu发布了新的文献求助10
9秒前
murpuy完成签到,获得积分10
9秒前
小森完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
Edwyna发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
星辰大海应助QHZ采纳,获得10
9秒前
想人陪的语梦应助元谷雪采纳,获得10
10秒前
薯条发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
autumoon完成签到,获得积分10
13秒前
李健应助YE采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
今后应助Helen采纳,获得10
14秒前
搞搞科研发布了新的文献求助10
14秒前
NekoNeko发布了新的文献求助10
14秒前
Edwyna完成签到,获得积分10
14秒前
YOUNG-M完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 2000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7515826
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9104008
关于积分的说明 19434137
捐赠科研通 7121091
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3253708
关于科研通互助平台的介绍 2422495
邀请新用户注册赠送积分活动 2240519