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Effects of particle size of dielectric fillers on the output performance of piezoelectric and triboelectric nanogenerators

摩擦电效应 材料科学 压电 电介质 纳米颗粒 复合材料 纳米发生器 纳米复合材料 复合数 电压 粒径 纳米技术 光电子学 电气工程 化学工程 工程类
作者
Xiao Meng,Zhuo Zhang,Dabin Lin,Weiguo Liu,Shun Zhou,Shaobo Ge,Yongming Su,Chang Peng,Lin Zhang
出处
期刊:Journal of Advanced Ceramics [Springer Science+Business Media]
卷期号:10 (5): 991-1000 被引量:41
标识
DOI:10.1007/s40145-021-0482-1
摘要

Abstract Recently, piezoelectric/triboelectric nanogenerators based on piezoelectric composite materials have been intensively studied to achieve high electrical output performance. In this work, flexible BaTiO 3 (BT)/PDMS nanocomposite films with various sizes and concentrations were fabricated and used as the nanogenerators. The influence of dielectric properties on the electrical output of nanogenerators was studied as well as the structure of the composites. The dielectric constant increased from 6.5 to 8 with the concentration of BT nanoparticles and decreased with the frequency from 10 2 to 10 6 Hz. Furthermore, the dielectric constant showed 11% decrease with the temperature range from 30 to 180 °C. It was found that the concentration of BT nanoparticles has promoted the electrical output of nanogenerators. The output voltage and current are all enhanced with the BT nanoparticles, which reached 200 V and 0.24 °A in TENG with 40 wt% BT nanoparticles, respectively. The selected device exhibited the power of 0.16 mW and employed to demonstrate its ability to power wearable/portable electronics by lighting the LEDs.
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