基于热释电、摩擦电效应的纳米发电机及其应用的研究
本文选题：热释电发电机 + 聚偏氟乙烯 ； 参考：《重庆大学》2015年硕士论文
【摘要】：2006年,美国Science周刊报道了王中林课题组利用竖直结构的氧化锌纳米线的独特性质,在世界上首次研制成功纳米发电机。这一重大发现开启了纳米科学和技术的新篇章。这种纳米发电机利用了纳米氧化锌的半导体性及压电效应,属于压电式纳米发电机。此后几年,王中林小组继续研制出了热释电纳米发电机和摩擦电纳米发电机。热释电纳米发电机以热释电效应为基础,所谓热释电效应即当晶体受热或冷却后,由于温度的变化而导致自发式极化强度变化,从而在晶体某一定方向产生表面极化电荷的现象。利用热释电材料的热释电效应,通过对其进行间断式加热或冷却,就能产生热释电电流。另外一种纳米发电机即摩擦电纳米发电机,也是当下研究最深应用面最广的一类纳米发电机。此类发电机利用了常见的摩擦起电和静电感应效应,通过两种不同极性的驻极体薄膜材料周期性的摩擦来产生电力。该类摩擦电纳米发电机能够收集日常生活中常见的各种诸如风吹,振动,水流等机械能,并转换为可为小型电子器件供电的电流。由于该类纳米发电机适用性更为广泛,已经得到了学者的广泛关注与研究。相信未来几年摩擦电纳米发电机能够得到更长足的发展。全文的研究重点总结如下:①我们利用PVDF的热释电性,设计了一种热释电发电机(PEG),该发电机能够收集日常生活中常见的冷热水中的热能,如炼钢、制作玻璃时需要的冷却水,地热、太阳热量等。通过外力使热释电发电机与冷水、热水交替接触来产生电能。我们对热释电发电机的电输出性能进行了系统的表征,收集的电能能够驱动数十盏发光二极光(LED)工作,也能为商业电容器充电。该类发电机能够有效地收集生活中废水中的热量,在环境保护方面具有很大的应用前景。②结合摩擦电发电机的工作原理,我们设置制作了一个柔性叉式电极的摩擦电发电机(FITG)。这种叉式电极解决了先前电极分离,容易缠绕,不宜长距离滑移等问题。我们测量了FITG的电能输出,测试了其开路电压、短路电路及最大输出功率。FITG能够收集日常生活中非常常见的电脑鼠标移动时的滑动能,也能收集旧式打印时的摩擦机械能。通过将柔性叉式电极卷曲后置入圆柱筒内壁上,就可以让此发电机收集电机旋转时候的旋转机械能。FITG旋转模式下,可以作为转速传感器来监测旋转电机的转速情况。
[Abstract]:In 2006 , American Science Weekly reported the unique properties of zinc oxide nanowires with vertical structure in Wang Zhonglin ' s research group . It was first developed in the world . This kind of nano - generator used the semiconductor property and piezoelectric effect of nano - zinc oxide to generate electric power .
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM31
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，本文编号：1961008
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