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生物质衍生炭质材料应用于研制摩擦纳米发电机的进展
能源环境保护
网络首发时间:2024-03-12 13:44:29
71
作者
吴洁
宋奥
李允超
袁定琨
朱莎弘
张光学
徐江荣
单位
中国计量大学能源环境与安全工程学院
摘要
摩擦纳米发电机(Triboelectric Nanogenerators,TENGs)能够将机械能转换为电能,在可穿戴设备、环境监测和能源收集等领域已经得到应用。生物质衍生炭质材料(Biomass-Derived Carbon Materials,BDCMs)因其来源广泛、绿色环保以及良好的导电性,在近些年已被诸多研究者应用于高性能TENGs的研制中。本文首先简要介绍了TENGs和BDCMs相关概念,随后总结了制备BDCMs的几种炭化方法,包括热解炭化法、水热炭化法以及激光诱导炭化法;并对BDCMs结构的调控方法进行了论述,包括模板法和活化法。选择适宜的炭化和调控方法有助于调节BDCMs的比表面积和孔隙结构,以提升基于BDCMs的TENGs的开路电压、短路电流等输出性能及其稳定性。进一步综述了基于BDCMs的TENGs作为供能型器件和传感型器件两种自供电器件的研究与应用进展,发现大蒜壳、咖啡渣和蛋壳膜等各类生物质均已被用于TENGs的制造,并成功应用于能量收集、电能供应、健康监测和手势识别等领域。最后,对BDCMs在TENGs中应用存在的问题进行了探讨,以期为BDCMs的创新应用提供借鉴参考。
关键词
摩擦纳米发电机
热解
生物质衍生炭质材料
结构调控
自供电
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