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克莱姆森团队使用石墨烯为无线能源发电铺平了道路
来自克莱姆森纳米材料研究所(CNI)的研究人员已经朝着使用摩擦电生产无线电力的目标取得了进展 - 摩根电力是CNI于2017年3月发明的绿色能源。简单的摩擦电纳米发电机,或U-TENG,是一种简单的小型设备塑料和胶带,通过运动和振动发电。当两种材料结合在一起时 - 例如通过拍手或敲击脚 - 产生的电压由有线外部电路检测到。然后,通过电路将电能存储在电容器或电池中,直到需要它为止。

后来的进步使得研究人员发现了无线版TENG,称为W-TENG,它极大地扩展了该技术的应用。W-TENG是在与U-TENG相同的前提下设计的,使用的材料与电子的亲和力相反,它们在相互接触时会产生电压。
在W-TENG中,塑料被换成由石墨烯和称为聚乳酸(PLA)的可生物降解聚合物制成的多部分纤维。解放军本身非常适合分离正负电荷,但在导电方面并不是很好 - 这就是研究人员将其与石墨烯配对的原因。U-TENG的电子抓取材料Kapton胶带被Teflon取代,Teflon是一种用于涂覆不粘锅烹饪锅的化合物。
“我们使用聚四氟乙烯,因为它含有大量高电负性的氟基团,而石墨烯-PLA具有高电正性。这是一种并置和产生高电压的好方法,”该研究的作者和物理学助理教授说。在克莱姆森。
在组装石墨烯-PLA纤维后,研究人员利用增材制造(也称为3D打印)将光纤拉入3D打印机,并创建了W-TENG。
最终结果是产生最大3000伏电压的设备 - 足以为25个标准电源插座供电,或者在更大规模的智能色窗户或液晶显示器(LCD)监视器上供电。由于电压很高,W-TENG在其周围产生可以无线感测的电场。它的电能也可以无线存储在电容器和电池中。
“它不仅能给你带来能量,而且还可以将电场用作遥控器。例如,你可以点击W-TENG并用电场作为'按钮'打开车库门,或者你可以这项研究的第一作者和博士说:“无需电池,无源和无线地激活安全系统。” 物理学和天文学的学生。
研究小组正在通过克莱姆森大学研究基金会为W-TENG申请专利。克莱姆森纳米材料研究所的主任也正在与工业合作伙伴进行谈判,以开始将W-TENG整合到能源应用中。
然而,在工业生产之前,该团队表示正在进行更多的研究,用更环保的电负性材料取代Teflon。重新设计的竞争者是MXene,这是一种二维无机化合物,具有过渡金属的导电性和醇类如丙醇的亲水性。

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