Spherical 3D fractal structured dual-mode triboelectric nanogenerator for multidirectional low-frequency wave energy harvesting

摩擦电效应 纳米发生器 材料科学 能量收集 分形 功率(物理) 功率密度 声学 能量(信号处理) 光电子学 电气工程 复合材料 物理 数学分析 数学 量子力学 压电 工程类
作者
Boyu Zhu,Han Wu,Hanqing Wang,Zhentan Quan,Hao Luo,Lijun Yang,Ruijin Liao,Jiyu Wang
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:124: 109446-109446 被引量:26
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2024.109446
摘要

The triboelectric nanogenerator (TENG) has demonstrated an irreplaceable advantage compared with the electromagnetic generator (EMG) in featuring a greater low-frequency energy harvesting capability. However, the efficiency of energy harvesting remains challenge for wave energy under random-direction motion characteristics. In this work, a 3D fractal structure dual-mode spherical TENG (FDS-TENG) is constructed for efficient wave energy harvesting. Inspired by the structure of the burr puzzle, a three-module multiphase coupling strategy is introduced to the TENG through the ingenious 3D spatial geometric isomorphism design. The synergistic coupling motion between the modules achieves a dual-mode output in contact-separation mode and lateral sliding mode. The designed structure greatly increases the space utilization of the spherical TENG while enabling efficient capture of wave energy at low frequency, weak excitation, and in any direction of activation. The peak power density and average power density of the FDS-TENG can reach 8.3 W/m3 and 1.1 W/m3 at 2 Hz, respectively. Based on the FDS-TENG, several applications for the smart ocean, including the power supply of beacon lights and environmental sensors, have been successfully demonstrated. This novel design strategy is a significant inspiration for improving the response characteristics and output performance of TENGs in the future.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
zhzzhz完成签到,获得积分10
刚刚
xiaolanliu完成签到,获得积分10
刚刚
michael发布了新的文献求助30
刚刚
一只不受管束的小狸Miao完成签到 ,获得积分10
1秒前
卓垚完成签到,获得积分10
1秒前
风趣飞柏发布了新的文献求助10
1秒前
SucceedIn完成签到,获得积分10
1秒前
佳佳发布了新的文献求助10
1秒前
HUAhua完成签到,获得积分10
2秒前
azen完成签到,获得积分10
2秒前
lllllsy发布了新的文献求助10
2秒前
优美茹妖完成签到,获得积分10
2秒前
多花基因完成签到,获得积分10
2秒前
无畏完成签到,获得积分10
3秒前
jialu发布了新的文献求助10
3秒前
jxas完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
搜集达人应助沈默然采纳,获得10
4秒前
海中有月完成签到 ,获得积分10
4秒前
jin发布了新的文献求助10
4秒前
王啸岳完成签到,获得积分10
4秒前
贪玩鸵鸟完成签到,获得积分10
5秒前
Da完成签到,获得积分10
5秒前
哈哈悦完成签到,获得积分10
5秒前
nn关闭了nn文献求助
5秒前
小旭vip完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
酷波er应助lezard采纳,获得10
6秒前
Stella应助Wangyingjie5采纳,获得10
6秒前
小鱼要变咸完成签到,获得积分10
6秒前
俭朴的寇完成签到,获得积分10
6秒前
杨潇丶丶完成签到,获得积分10
7秒前
Frank应助琳科研_文献采纳,获得10
7秒前
Zzz完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
grande完成签到,获得积分10
7秒前
Codd完成签到,获得积分10
7秒前
123123完成签到,获得积分10
8秒前
yvonne完成签到 ,获得积分10
8秒前
高分求助中
(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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
Metagames: Games about Games 700
King Tyrant 680
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5573758
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4660031
关于积分的说明 14727408
捐赠科研通 4599888
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2524520
邀请新用户注册赠送积分活动 1494877
关于科研通互助平台的介绍 1464977