Tribo-piezoelectric synergistic BaTiO3/PDMS micropyramidal structure for high-performance energy harvester and high-sensitivity tactile sensing

材料科学 摩擦电效应 钛酸钡 压电 机械能 聚二甲基硅氧烷 能量收集 纳米发生器 弹性体 电压 光电子学 纳米技术 复合材料 电介质 功率(物理) 电气工程 物理 工程类 量子力学
作者
Junsu Seong,Byeong‐U Bak,Dawoon Lee,Jidong Jin,Jaekyun Kim
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:122: 109264-109264 被引量:79
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2024.109264
摘要

Triboelectric nanogenerators (TENGs) and piezoelectric nanogenerators (PENGs) represent some of the most promising strategies for converting mechanical deformation and friction into electrical energy. This energy can be used to power electronic devices, such as wearables, and detect mechanical stimuli. Here, we have demonstrated the synergistic integration of piezoelectric and triboelectric effects by incorporating barium titanate (BaTiO3) nanoparticles into a pyramidal polydimethylsiloxane (PDMS) elastomer. This integration aims to enhance the performance of both pressure sensor devices and electrical energy harvesters. The pressure sensitivity of our proposed tribo-piezoelectric device reaches as high as 3.71 V∙kPa−1 for pressure sensing within the range of 0.1–100 kPa, the output voltage increasing to ∼ 370 V at 100 kPa. Our theoretical simulation of electrical power density at this specific pressure reveals that the mechanical deformation of the PDMS elastomer, combined with the polarization of BaTiO3 nanoparticles, synergistically generate tribo-piezoelectric charge on the surface. Therefore, our synergistic combination of triboelectric and piezoelectric effects opens a promising avenue for effectively converting mechanical action into electrical signals. This enables highly efficient energy scavenging and the development of high-sensitivity pressure sensors.
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
FOX完成签到,获得积分10
1秒前
寒冷的迎梦完成签到,获得积分10
2秒前
nanfeng完成签到 ,获得积分10
3秒前
Raunio完成签到,获得积分0
4秒前
Hello应助DND采纳,获得10
5秒前
我真是坠了应助FOX采纳,获得10
5秒前
研友_Z6Qrbn完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
轻松的白风完成签到,获得积分20
6秒前
害羞秋莲完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Ak完成签到,获得积分0
9秒前
Acanyi完成签到,获得积分10
10秒前
我要过周末完成签到,获得积分10
10秒前
星辰大海应助lt123456采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
蜜蜜发布了新的文献求助10
12秒前
HYH发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
甜美的谷云完成签到 ,获得积分10
14秒前
荣宝完成签到 ,获得积分10
16秒前
活着毕业完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
短腿小柯基完成签到 ,获得积分10
17秒前
lili应助不安的紫翠采纳,获得10
18秒前
黄先生完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
v0id应助铑氟钌发少年狂采纳,获得10
20秒前
20秒前
magos123完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
lijiqi完成签到,获得积分20
25秒前
乌兰巴托没有海完成签到,获得积分10
25秒前
了尘完成签到,获得积分10
26秒前
包容妙竹完成签到,获得积分10
26秒前
沉沉叠叠发布了新的文献求助10
26秒前
liu发布了新的文献求助10
26秒前
Iris完成签到,获得积分10
27秒前
动听的思柔完成签到,获得积分10
27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
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 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
The Redesign of International Investment Contracts 600
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 7537488
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9122361
关于积分的说明 19486917
捐赠科研通 7135307
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3257587
关于科研通互助平台的介绍 2424958
邀请新用户注册赠送积分活动 2245556