Nanogénérateur triboélectrique inspiré d’un levier avec une sortie ultra-élevée pour la surveillance des impulsions

Les nanogénérateurs triboélectriques (TENG) peuvent collecter de l’énergie mécanique par initiation de contact et induction électrostatique. Les TENG ont une large gamme d’applications dans les capteurs auto-alimentés et la récupération d’énergie mécanique.

Le mode de séparation des contacts est l’un des modes de travail les plus fondamentaux et les plus courants. Des études antérieures ont fait des efforts pour améliorer le signal de sortie des TENG à séparation de contact.

Récemment, des chercheurs de l’Institut de mécanique et de l’Institut de nanoénergie et de nanosystèmes de Pékin de l’Académie chinoise des sciences ont proposé une nouvelle stratégie visant à augmenter la vitesse de transfert de charge, qui offre de nouvelles voies pour améliorer le signal de sortie. Ils ont développé un TENG de séparation de contact inspiré du levier (Li-TENG).

Leurs résultats ont été publiés dans Nano énergie.

En faisant varier le rapport de levier pour modifier la vitesse de séparation des contacts, la sortie du signal peut être considérablement augmentée sans modifier la quantité de transfert de charge.

Pour s’adapter au mouvement de rotation unique du levier, les chercheurs ont conçu la couche de friction supérieure de forme incurvée et ont étudié les propriétés électriques et mécaniques de la couche de friction de forme incurvée sous différentes contraintes de compression.

Ils ont constaté que lorsque le grossissement était augmenté de 22 à 50 fois, la tension du Li-TENG augmentait de 91 à 232 V et la puissance maximale de 83 à 1031 μW.

En tant que capteur d’impulsions auto-alimenté, le Li-TENG a mesuré un signal d’impulsion aussi élevé que 12,3 V sans traitement de microstructure de surface.

Ce travail démontre une nouvelle stratégie qui a le potentiel d’améliorer le signal des capteurs auto-alimentés à base de TENG à séparation de contact et des dispositifs de récupération d’énergie.