PAN/MXene压电隔膜

自充电超级电容器核心

一种可同时用于能量收集和存储的压电隔膜,使超级电容器无需外部电源即可自充电。

Kuo, Chiching · Chung, Ming An · Lee, Wenya · Lin, Jahon · 周晔

Materials Horizons 2025

参数信息

输出电压

9.9 V

短路电流

1124 nA

器件比电容

100.5 F g⁻¹

能量密度

5 Wh kg⁻¹

电容保持率

92 %

自充电电压

250 μV

技术优势

一体化设计

同一器件既收集压电能又存储电荷，无需外接整流桥或电源管理芯片。

快速自充电

机械压缩仅0.2秒即可产生250 μV电压，响应速度远超主动充电。

无整流电路

压电隔膜自身完成压电-电化学转换与整流，简化了器件结构。

应用场景

• 自充电储能器件：免去定期更换电池或布线充电，适合植入式、穿戴式设备。
• 压电能量收集：收集机械振动（按压、身体运动）为微电子供电。
• 柔性能源器件：基于纳米纤维隔膜，可弯曲并贴合曲面，用于柔性电子。
• 集成电源管理：压电隔膜同时完成转换与整流，减少分立电源管理元件。