四分之一波长谐振摩擦纳米发电机

低频声能高效收集

一种利用四分之一波长谐振管和锥形聚能器增强声能捕获的摩擦纳米发电机,在90 Hz声波下实现高输出。

肖秀 · Liu, Ling · Xi, Ziyue · Yu, Hongyong · Li, Wenxiang · Wang, Qunyi · Zhao, Cong · Yue, Huang · 徐敏义

Nanomaterials 2023

参数信息

输出电压
255 V
短路电流
67 μA
转移电荷
153 nC
最大输出功率
13.47 mW
单位压力功率密度
2.27 WPa-1m-2

技术优势

拓宽低频响应带宽

该设计在低频段具有两个谐振峰,从而有效扩展了声电转换的响应频率范围,提高了对非单一频率声波的收集能力。

电压高出同类

在90 Hz、100 dB声压级下,最大输出电压达255 V,能够直接为高阈值电子器件供电。

单位压力功率密度高

引入锥形聚能器后,单位压力功率密度达2.27 W·Pa⁻¹·m⁻²,表明对声压的利用率显著提升。

可连续充电

该器件可对电容器进行稳定充电,演示了为分布式传感器节点等小型电子设备供电的潜力。

应用场景