自接触式摩擦电气凝胶

一体式高输出

一种基于三维石墨烯气凝胶框架的气凝胶摩擦纳米发电机，通过孔隙体积增强自接触起电，实现高性能机械能量收集。

Zhang, Jianing · 周健 · Deng, Yuanpeng · Yu, Hongxuan · Zhao, Han · Guo, Jingran · Zhang, Pengyu · Dang, Shixuan · Liu, Dizhou · Wang, Duola · Zhao, Yingde · Chuanyun, Song · Cong, Li · Zhengli, Yan · Jiali, Chen · 李惠 · 徐翔

Nano Energy 2024

参数信息

体积电压

27 × 10^3 kV m^-3

体积电流密度

35 mA m^-3

技术优势

无需组装

通过单一材料内的正负区域接触实现起电，避免了异质结构TENG的复杂组装和器件配置。

输出大幅提升

石墨烯气凝胶的大比表面积增加了自接触面积，体积电压和电流密度分别达到27 × 10^3 kV m^-3和35 mA m^-3。

高应变下工作

在95%的压缩应变下仍能保持高输出，适合用于各种机械形变场景。

一体多用

既能收集能量又能作为传感器件，实现了一体式策略。

应用场景

• 自供电传感器：将机械形变直接转化为电信号，无需外部电源即可检测压力或应变。
• 柔性可穿戴电子：柔性气凝胶可与衣物集成，在人体运动时收集能量并驱动小型电子器件。
• 机械能量收集：从环境机械振动或压力中收集能量，为分布式设备供电。
• 环境监测：自供电传感可用于偏远环境中温度、湿度等参数的长期无人监测。