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纳米发电机
阅读:183时间:2020-12-30 11:22:20

    纳米发电机和来自小规模物理机械能和热能通过将电动是用于转换的技术。纳米发电机有三种典型类型:压电,摩擦电和热电。前两者使用机械能,而后者则根据暂时的温度波动进行热能收集。

压电纳米发电机

    压电纳米发生器和压电纳米结构通过利用成电能在环境转换动能本能量收集是一个设备。这是2006年宣布的xxx台纳米发电机。术语“纳米发电机”不限制其使用的能源类型(包括太阳能和热能),但最通常指的是这种方法。
    尽管它仍处于开发的早期阶段,但是预计它将在将来为能量收集器的小型化带来突破,并将补充其他类型的收集器为便携式电子设备开发独立的电源。

应用

    压电纳米发电机有望应用于由周期性运动产生能量的广泛环境中。例如,大的来自风和海浪,小的来自心跳和呼吸中的肌肉运动。预期将实现的其他应用包括以下内容。
    自供电的纳米/微型设备
    在动能丰富的环境中操作能耗相对较低的纳米/微型设备时,使用纳米发电机作为自供电或辅助能源被认为是有希望的。2010年,Wan等人将输出电压为20-40 mV的VING集成到pH传感器或UV传感器中,以实现自供电。
    但是,与纳米和微型设备的功耗相比,纳米发电机产生的电能很小,其应用范围目前仅限于电池辅助能源。求突破,纳米发电机太阳能电池研究与另一种类型的收集装置,组合如生化能量采集正在进行。预计这种方法将导致能源的发展,例如自供电必不可少的智能粉尘。
    智能可穿戴系统
    在由结合有压电纤维的织物制成的衣服中的应用也是有希望的。从体育锻炼中获得的动能通过压电纤维转换为电能,该压电纤维被用作具有内置设备(例如健康监测系统)的智能可穿戴系统(英文版)的能源。还可以想象的是,诸如VING之类的纳米发电机内置在鞋子中,可以轻松地从行走中产生动力。
    类似的应用领域是具有发电功能的人造皮肤。Wang等人表明,交流电压高达100毫伏可以通过运行粘贴SWG柔性仓鼠来生成。
    透明的柔性设备
    一些压电纳米结构可以被制造在柔性和透明的有机基板上。SKKU的Kim和SAIT的Cho以及其他人开发了一种透明而灵活的纳米发电机。将来,期望通过将其结合到自供电的触觉传感器中来实现节能触摸屏设备。木村进一步发展的装置中,氧化铟锡(ITO)是电极的石墨烯具有改进的清晰度和成本效益,而代以层 。
    植入式遥测能量接收器
    基于ZnO纳米线的纳米发电机也可以用作可植入设备。由于ZnO本身具有生物相容性,并且可以在有机基板上制造,因此整个设备具有生物相容性。配备有纳米发电机的人类可植入设备可以通过利用压电纳米结构将来自外部的超声振动转换为电能来进行操作。

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