ZnO纳米棒摩擦发电机

输出功率提升64.5%

集成ZnO纳米棒压电层的PDMS基摩擦纳米发电机，输出电压和功率较纯PDMS显著提高，可为穿戴设备供能。

Zhao, Shiyu · Han, Guanghui · 邓华夏 · 马孟超 · 钟翔

Materials 2025

参数信息

开路电压

39.34 V

最大输出功率

82.2 μW

充电电压

1.47 V

充电电压

3 V

技术优势

输出电压大幅提升

引入ZnO纳米棒的压电效应与摩擦起电协同，开路电压从23.9 V增至39.34 V。

输出功率充足

4 cm × 4 cm器件最大输出功率82.2 μW，足以驱动LED和小型传感器。

快速充电

通过能量收集电路，1分钟充电至1.47 V，2.78分钟达3 V，可快速启动低功耗器件。

可集成于鞋底

嵌入鞋底后，压缩产生的电信号可用于计步和步态分析，拓展自供电传感应用。

应用场景

• 可穿戴设备能量收集：收集人体活动产生的机械能，为随身电子设备供电。
• 柔性电子：PDMS柔性基底与ZnO纳米棒复合，可弯曲变形以适应各种曲面。
• 自供电传感器：无需外部电源，利用压缩产生的电信号即可驱动传感。
• 智能鞋垫：嵌入鞋垫，通过压缩信号实现计步和步态分析。