收集机械能与热能的复合型纳米发电机

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:javaname39
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
由于能源危机和环境问题日益严重,人们付出越来越多的努力来收集环境中的可再生能源来实现现代社会的可持续发展。机械能和热能是生活中常见的可再生能源,可以通过摩擦电纳米发电机、磁电发电机、以及热释电纳米发电机或热电发电机等将其转换成电能。其中,摩擦电纳米发电机因具有尺寸小、重量轻、结构简单、普适廉价等特点,引起学术界和工业界的广泛关注。近年来,摩擦电纳米发电机已被用于收集拍击、震动、滑动、浮动等各种形式的微小机械能,在获取清洁能源和传感器自驱动方面展示了自身的技术优势,但是其输出功率仍然有限。为了进一步提高其输出性能以驱动较大功耗的电子产品,人们一方面通过材料改性和器件结构优化来提高单一纳米发电机的能量转换效率,另一方面通过不同能量收集方式的集成对多种类型的能源进行同时收集,以最大限度地实现不同能源的同时转换,这也是复合能源技术的主要发展方向。  本文主要是通过多种能源收集机制的集成构建复合型纳米发电机,用于对机械能与热能进行收集。具体研究内容如下:  (1)介绍了纳米发电机的研究背景,重点讨论了纳米发电机的研究现状,并对不同类型、不同工作模式的纳米发电机的工作机制进行了理论分析。  (2)设计并构建了一种基于摩擦电效应与磁电效应的复合型纳米发电机,用于收集气体流动能量。对其所选的摩擦材料进行了系统地实验测试,对其结构进行了改进与优化。优化后的摩擦-磁电复合型纳米发电机成功驱动了商用LED灯和无线温度传感器,并进一步构建了一套基于空气流动的自供电温度传感器系统。  (3)设计并构建了一种基于摩擦电效应、磁电效应与塞贝克效应的复合型纳米发电机,用于收集旋转运动所产生的机械能以及在旋转过程中所产生的热能。经过结构优化后的摩擦电-磁电-热电复合型纳米发电机能够集成到商用自行车上为手机进行充电,这为智能自行车部分内置电子装置的供电问题提供一个理想的解决方案。
其他文献
白光LED具有节能、环保,寿命长,体积小等优点,正在代替目前传统的白炽灯和荧光灯成为人类的第四代光源。与传统照明光源相比,白光LED还具有调制性能好的特性,这些特性使白光LED在
本文通过对荣华二采区10
期刊
含有抑制剂胱氨酸结(ICK)基序的多肽在动物和植物中普遍存在,发挥着各种各样的生物功能。一些ICK结构多肽的功能是杀真菌或杀细菌成分,它们将作为抗微生物多肽(AMPs)后备资源的
乙酰胆碱酯酶(AChE)的经典功能是水解神经递质,终止胆碱能神经冲动的传递。AChE在凋亡过程中能够普遍被诱导表达,过表达AChE能够引起细胞凋亡,干预AChE的表达能够挽救细胞凋亡,抑
本文通过对荣华二采区10
期刊
氨甲蝶呤(Methotrexate,MTX)是一种细胞周期特异性的抗代谢药,用于抗肿瘤治疗,但是连续用药通常会使肿瘤细胞产生耐药性,造成化疗失败,目前已知的重要原因就是双微体(double minut
由于量子点中载流子在三个运动维度受到量子限制,具有类似于原子的分立能级,半导体量子点激光器相比于传统的量子阱激光器具有更优异的性能。InAs/InP量子点体系由于较小的晶格
基因调控对细胞的正常生理过程和基因组复杂度有非常重要的作用。在这些调控机制中,可变剪切(altemative splicing)可以在不同的生理条件下从同一个基因编码出不同的蛋白,而无
发光二极管(LED)由于理论光效高、理论寿命长、绿色环保、响应速度快、体积小、色彩丰富等优点,自问世以来,就受到广泛关注与研究。经过几十年的发展,GaN基LED的发光效率已经得
霍尔传感器作为磁传感器的一个门类,具备优秀的磁场探测能力,在磁场传感领域有着广泛的应用。砷化镓霍尔传感器具备高迁移率,高线性度,宽量程和低温度漂移的优点,很适合用于较宽温