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新聞資訊
中科院团队合成2种氟化聚酰亚胺薄膜 可从200℃流动空气中收集能量

近日,中科院北京纳米能源与纳米系统研究所的研究人员报道了合成了两种氟化聚酰亚胺(F-PI)薄膜。


由于热电子发射效应,在接触电气化(CE)后,转移到介质表面的电子被释放到真空中。因此,摩擦电纳米发电机(TENG)在高温条件下无法保持有效输出。


为了获得较高的热电荷稳定性,在聚酰亚胺的主链上加入三氟甲基(CF3)和砜基(SO2)等强吸电子基团进行修饰。带隙大的氟化聚酰亚胺(F-PI)可以提供170%uB5C m−2(普通Kapton膜的4倍)的摩擦电荷密度,在摩擦电系中比聚四氟乙烯更具负电荷性。


通过在F-PI薄膜中掺杂BaTiO3纳米填料,诱导界面极化和表面深陷阱,研究人员得到了一种既具有高电荷密度又具有超高热电荷稳定性的摩擦电聚合物。然后,基于这些F-PI设计一个振动驱动的TENG(FD-TENG),以在高温条件下收集风能。


这种纳米复合F-PI薄膜使得FD-TENG能够在200℃下提供超过32%的最大输出电流,在已报道的摩擦电聚合物中具有最高的热电荷稳定性。因此,这种FD-TENG有望应用于热蒸汽和热风洞的自供电传感器,同时也为高温环境下的环境能量采集提供了一种策略。


该研究以“Triboelectric Polymer with High Thermal Charge Stability for Harvesting Energy from 200 %uB0C Flowing Air”为题,发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上。