วัสดุที่เจริญเจริญ BMF เสริมประสิทธิภาพของ Triboelectric Nanogenerators

คุณเคยคิดบ้างไหมว่า การขัดแย้งขนาดเล็กๆ สามารถผลิตพลังงานได้อย่างต่อเนื่อง เพื่อให้พลังงานใช้กับอุปกรณ์ฉลาดของเราเครื่องผลิตนาโน triboelectric (TENGs) กําลังมีบทบาทสําคัญมากขึ้นอย่างไรก็ตาม การบรรลุผลิตพลังงานที่มั่นคงและมีพลังงาน ขึ้นอยู่กับวัสดุชั้นการคดกันวัสดุที่เรียกว่า melamine formaldehyde butylated (BMF), ด้วยความทนทานทางกลที่พิเศษและคุณสมบัติ triboelectric ที่ดีมาก, เปิดบทใหม่ในการออกแบบและการใช้งาน TENG ที่มีประสิทธิภาพสูง

การพัฒนาวัสดุ BMF เกิดจากการสํารวจลึกของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับโครงสร้างจุลินทรีย์ของวัสดุนัก วิจัย พบ ว่า โครงสร้าง โมเลกุล ที่ รวย ใน ไฮโดรเจน ของ BMF ทํา ให้ มัน มี คุณสมบัติ ทริโบ อิเล็กทรริค ที่ เฉพาะผ่านการวัดแบบเคลวิน (KPFM) และการคํานวณทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่น (DFT)นักวิทยาศาสตร์ยืนยันว่า พลังงาน triboelectric ของ BMF มากกว่ามากของ melamine formaldehyde (MF) ที่ไม่ได้ปรับปรุงหรือเมธีลหมายความว่า BMF สามารถสะสมและปล่อยชาร์จได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นระหว่างการขัดแย้ง, สร้างผลิตไฟฟ้าที่แข็งแกร่งกว่านี้ "สะสมคุณลักษณะ triboelectric เป็นพื้นฐานสําหรับการผลิตพลังงานสูง

นอกเหนือจากผลงานทางไฟฟ้าแล้ว คุณสมบัติทางกลของ BMF ก็น่าทึ่งเหมือนกัน ความทนทานทางกลของวัสดุจะส่งผลกระทบต่อความมั่นคงของ TENG ระหว่างการใช้งานระยะยาวการจําลองพลังงานโมเลกุลแสดงให้เห็นว่า โมดูลส์ของยองของ BMF มากกว่าพอลีเทตราฟลูโรเอเธลีน (PTFE) 6 เท่าซึ่งแสดงให้เห็นว่า BMF แสดงความแข็งแรงและความทนทานต่อการบิดเบือนที่สูงขึ้นอย่างมากภายใต้ความเครียดทางกล

ที่สําคัญยิ่งกว่านั้น ในการทดสอบความทนทานต่อการสกัดจริง โดยใช้ทองแดงเป็นวัสดุต่อรอง BMF แสดงอัตราการสกัดที่ต่ํากว่า PTFEการค้นพบนี้สําคัญมากสําหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับ, แสดงให้เห็นว่า TENG ที่ใช้ระบบ BMF สามารถทนต่อสภาพการทํางานที่รุนแรงและมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า

เพื่อตรวจสอบความสามารถที่ครบวงจรของ BMF ทีมงานวิจัยได้พัฒนา TENG แบบหมุนบนพื้นฐานของวัสดุนี้ ผลลัพธ์น่าประทับใจ:TENG ที่ใช้ระบบ BMF ได้บรรลุความดันออกเฉลี่ยแหลม (RMS)210 โวลต์และกระแสของ125 ไมโครแอมเปอร์(เทียบเท่า 24 mA / m2) สําหรับการเปรียบเทียบ TENG ที่คล้ายกันที่ใช้วัสดุ PTFE สามารถจัดการ 90 โวลต์และ 31 มิกรอัมเปอร์ (5.9 mA / m2) เท่านั้นประสิทธิภาพการผลิตพลังงานของอุปกรณ์ BMF เกิน PTFE มาก, แสดงถึงศักยภาพการใช้งานที่มหาศาล

ยิ่งน่าประทับใจคือความทนทานของ BMF27,000 จันทร์, เครื่อง TENG ที่ใช้ไฟฟ้าแบบ BMF สามารถรักษาผลิตได้อย่างมั่นคง โดยไม่มีการลดลงของผลงานวัสดุ TENG ที่มีอยู่หลายอย่างแสดงให้เห็นถึงการลดลงของผลงานที่สําคัญหลังจากการใช้งานยาวนาน, จํากัดการใช้งานจริงของพวกเขา

การปรากฏตัวของวัสดุ BMF ไม่เพียงแค่นําความหวังใหม่สู่สนาม TENG แต่ยังให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่แข็งแกร่งสําหรับระบบที่ใช้พลังงานด้วยตัวเองในอนาคตลองจินตนาการถึงอุปกรณ์ที่ใส่ได้ ที่กําลังชาร์จผ่านการขัดแย้งจากการเคลื่อนไหวของร่างกาย, เครื่องตรวจจับ IoT ที่รักษาการทํางานโดยใช้การสั่นสะเทือนของสิ่งแวดล้อมหรือระบบขนส่งที่ฉลาดที่เก็บพลังงานจากการเคลื่อนไหวของยานยนต์ ภาพการณ์ที่เคยถูกมองว่าเป็นความเป็นไปได้ที่ห่างไกล กําลังกลายเป็นสิ่งที่สามารถทําได้.

ความสําเร็จในการวิจัยนี้มาจากการร่วมมือระหว่างสาขาวิชา และเทคนิคการทดลองที่ทันสมัยทุกขั้นตอนสะท้อนความมุ่งมั่นและความคิดค้นของนักวิจัยคุณสมบัติที่โดดเด่นของ BMF ให้คําตอบที่มีประสิทธิภาพต่อปัญหาด้านเทคโนโลยี TENG ในปัจจุบัน ทําให้เร่งการมาถึงของอนาคตที่ฉลาด สะดวกสบายและยั่งยืนมากขึ้น

วัสดุ BMF ตั้งมาตรฐานใหม่ สําหรับเทคโนโลยีเก็บพลังงานรุ่นต่อไปการผสมผสานของความแข็งแรงทางกลสูงและคุณสมบัติ triboelectric ที่ดีเยี่ยมสามารถปรับปรุง TENG ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานอย่างสําคัญในขณะที่รับประกันการดําเนินงานที่ยาวนานที่มั่นคงซึ่งเป็นพื้นฐานที่แข็งแกร่ง สําหรับการพัฒนาทางแก้ไขที่เชื่อถือได้และยั่งยืนการติดตามสิ่งแวดล้อมและอื่นๆ