【摘 要】
：
近年来发展的摩擦纳米发电机被广泛应用于捕捉各种形式的高熵低质量的环境机械能,成为了一种新型的能源技术。提升器件的输出性能仍然是当前最主要的研究方向,是应用的关键。在实际工作中,传统的接触分离式模型由于摩擦不充分难以达到高的表面电荷密度,而滑动摩擦虽可大幅度提升表面电荷密度但摩擦损耗会降低使用的寿命,因此如何兼顾高表面电荷密度和长时间的稳定性成为了研究难点。在本论文中,我们汲取接触分离模式和滑动两种
论文部分内容阅读
近年来发展的摩擦纳米发电机被广泛应用于捕捉各种形式的高熵低质量的环境机械能,成为了一种新型的能源技术。提升器件的输出性能仍然是当前最主要的研究方向,是应用的关键。在实际工作中,传统的接触分离式模型由于摩擦不充分难以达到高的表面电荷密度,而滑动摩擦虽可大幅度提升表面电荷密度但摩擦损耗会降低使用的寿命,因此如何兼顾高表面电荷密度和长时间的稳定性成为了研究难点。在本论文中,我们汲取接触分离模式和滑动两种工作模式所长,提出了一种滑动摩擦自激励模式,设计了间歇式滑动摩擦激励的接触-分离式纳米发电机,实现了高表面电荷密度的长时间保持和低摩擦损耗的双重功能,对于海浪能的收集和实现高性能的纳米发电机及其集成化的应用都具有一定的参考价值。本文的研究内容如下:（1）研究了短效的、间歇性的滑动摩擦对接触-分离式纳米发电机输出性能的提升作用和影响规律,提出了一种滑动摩擦自激励模式的纳米发电机。通过定性实验得到:少量的滑动摩擦即可获得比长时间的接触分离更高的表面电荷密度。和未摩擦的纳米发电机相比,经过短效摩擦的器件转移电荷量提升了7倍,电流提升了3.2倍。此模式对于其他的高分子膜材料也同样适用。（2）设计了满足此模式的同步纳米发电机,采用活动式的单摆结构,通过间歇性的、短效的滑动摩擦,为摩擦层不断地补充自然消散的电荷,使得膜表面的电荷密度保持在较高水平,而后通过接触分离模式产生长时间稳定的高电能输出。采用了一体化的设计,使得器件具有很好的可控性和运动的同步性,简单地晃动就可产生1284V的高压。（3）在低频、随机的水波运动触发下,该器件工作于接触-分离工作模式的同时可进行间歇性的短效的滑动摩擦激励,实现高表面电荷密度的长时间保持和低摩擦损耗的双重功能。在水波模拟环境下,通过对水波能的收集,器件成功展示了对电子手表、计算器和带数显温度计等电子设备的供电应用。（4）针对其脉冲输出特性,设计了采用陶瓷放电管作为开关的LC电路对器件电能进行管理和存储,使得单个器件可以在8.9s内将22μF的电容充电到5V,相比于简单全波整流电路,充电速度提升了8.3倍,并得到最佳匹配的各元器件来达到最小功率损耗的目的,整个电路的大小只有4.5cm*3.5cm,具有高度集成化的特点。
其他文献
本研究立足于互联网迅速发展的背景，思考高校统战工作在新时代的发展方向。本研究从新时代网络统战面临的机遇与挑战出发，探讨统战工作的创新思路和创新方法，为高校网络统战工作的实施提供新思路。
Mg基储氢材料在储能领域有着明显的优势并且应用前景广阔,但其较差的动力学和热力学性能,遏制了其实际应用。为改善MgH2储氢性能,本文采用湿化学法和高能球磨法制备了一系列碳基过渡金属氧化物复合催化剂,并通过高能球磨将其引入到MgH2中,并通过XRD、TEM、XPS等手段系统地研究碳基过渡金属氧化物复合催化剂对MgH2综合储氢性能的影响,并对催化剂的催化机理进行了分析。首先,以阳离子交换树脂和四水合乙
近年来,我国政府高度重视发展低碳环保、环境友好型经济,要求在保障经济发展的同时节约能源、减少内耗,以缓解能源短缺的问题。在此背景下,节能环保成为社会发展的重要内容之一,而热能转换技术作为节能减排的关键技术因此获得广泛关注。在工业生产过程中产生的集中式余热能源有较为成熟的商业化回收措施,主要方法有热交换技术、热功转换技术、余热制冷制热技术等。但针对生产生活中广泛存在但分布分散的低温余热能源,诸如:非
超新星爆发是大质量恒星耗尽可聚变的元素或白矮星吸积过多物质后产生的强烈爆发现象。通常根据两种方式对超新星进行分类:1.根据观测到的光谱的特征,可以将超新星分为Ⅰ型与Ⅱ型,其中Ⅰ型超新星光谱缺乏氢,Ⅱ型超新星光谱富含氢;2.根据超新星爆发的机制,又能将超新星分为热核爆炸超新星和核塌缩型超新星。本文的第一章介绍了从恒星的诞生、恒星的演化过程,到恒星的死亡,最后爆发成为超新星的物理过程和一些基本的物理概
党的十八大以来，习近平总书记多次发表关于家国情怀的重要论述，赋予了家国情怀鲜明的时代意蕴，形成了“永葆初心”的人民情怀、“民族复兴”的筑梦情怀、“实干兴邦”的奋斗情怀、“崇尚英雄”的英雄情怀、“胸怀天下”的人类情怀的完备表达。新时代，大力弘扬家国情怀要坚持人民至上，引领家国情怀建设新征程；追逐伟大梦想，凝聚民族复兴的精神力量；培育良好家风，激活逐梦圆梦的社会细胞；厚植英雄情怀，接续谱篇开局的使命责
电致变色是指材料在外加电流或电场的作用下,通过电解质离子或电子的注入/抽出,导致颜色或光学性质（透过率/吸收率/反射率）产生可逆变化的现象,电致变色技术已经在节能建筑智能窗、汽车防眩光后视镜、军事伪装等领域有广泛应用。二氧化钛（Ti O2）具有优异的物理化学稳定性和环境相容性,是一种非常有应用潜力的电致变色材料。近年来,关于Ti O2的电致变色研究已取得不小的进展。但仍然面临如光学调制能力较弱、着
随着物联网时代的到来,数以亿计的各类微型传感器出现在我们生活的每一个角落,是实现新时代物与物以及人与物信息交互的基础。虽然单个传感器所需的能量是微小的,但是整个传感器网络对能源的需求是巨大的且具有分布广泛的特点,这使得传统的集中式供能方式无法实现可持续、可再生、低成本的供能,成为研究人员致力于解决的新时代能源问题。作为一种新型的可再生能源收集装置,摩擦纳米发电机（Triboelectric Nan
随着物联网和人工智能的发展,纺织材料不再局限于传统的防护、保暖和审美功能,而被赋予了更多的智能属性。随着可穿戴设备的发展,电子器件越来越高度集成化和微型化。通过摩擦纳米发电机与纺织元素相结合,可以将各种功能器件设计在纺织品结构中。而纤维基摩擦纳米发电机具有独特的优势,可以通过结构设计来集成于不同的纺织结构,实现能量收集和自驱动传感功能。本论文通过不同工艺规模化制备了单电极芯-壳结构的纤维基摩擦纳米
金属卤化物钙钛矿ABX3是近年来兴起的一类光电功能特性显著的新材料,其自身电子结构独特,也是其物性的主要来源。然而,在金属卤化物钙钛矿光电材料研究中,掺杂也是常用且重要的发光调控手段。通常,掺杂过渡金属离子的光电材料也许会有弱磁性且发光也会增强,但关于磁性与发光的关系却少有研究,尤其是对于镉基金属卤化物。因此,本文使用二价Mn2+离子作为掺杂剂,主要探究发光与磁性的关系。通过简单的化学方法合成了M
当今世界面临着化石能源短缺危机和环境污染问题,同时物联网时代大量分布式的传感器和电子设备需要可持续供能,开发能够直接从环境中获取广泛分布的机械能并将其转换成电能的新型能量收集技术是解决上述问题可行的方向,其中基于摩擦起电和静电感应耦合效应的摩擦纳米发电机被认为是最有潜力的新型能量收集技术之一。通常摩擦纳米发电机是将单次的机械触发转换成单次的电信号输出,输出频率受到外部机械触发频率的限制,因此输出频