NH₂-MXene/TiO₂复合膜

拉伸强度175 MPa

一种用于高性能摩擦纳米发电机的可降解复合膜，解决了天然聚合物力学性能差和输出低的问题。

Wang, Lei · Yilun, Gao · 骆健俊 · Wenyang, Xu · 张弛 · 袁华 · 张耀鹏 · Pang, Yaokun

Chemical Engineering Journal 2025

具体参数

开路电压

{'zh': '357.6', 'en': '357.6'} V

短路电流

{'zh': '55.1', 'en': '55.1'} µA

拉伸强度

{'zh': '175.0', 'en': '175.0'} MPa

输出峰值功率提升倍数

{'zh': '9.3', 'en': '9.3'}

开路电位降低

{'zh': '74', 'en': '74'} mV

腐蚀电位降低

{'zh': '146.5', 'en': '146.5'} mV

技术优势

力学强度高

加入NH2-MXene和TiO2后复合膜拉伸强度达到175.0 MPa，超过纯海藻酸钠膜，满足实际应用对材料强度的要求。

输出功率高

与纯海藻酸钠TENG相比，输出峰值功率提高9.3倍，意味着在相同驱动条件下能产生更多电能，更适合驱动小型电子设备。

腐蚀防护效果显著

将TENG用于收集海洋波浪能进行自供电阴极保护时，使Q235碳钢的开路电位降低74 mV、腐蚀电位降低146.5 mV，有效抑制了金属腐蚀。

应用场景

• 摩擦纳米发电机：用作高性能摩擦层，提升能量转换效率。
• 可穿戴自供电设备：柔性可降解基材适合集成到穿戴设备中自供电。
• 海洋能量收集：可收集波浪能并转化为电能驱动防腐蚀系统。
• 可降解电子材料：以海藻酸钠为基体，废弃后可自然降解，减少电子垃圾。
• 自供电阴极保护：直接利用TENG输出为金属提供阴极保护电流，无需外部电源。