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为防毒面具注入生命之源,呼吸之间产生电能,体型小巧动力强劲

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随着物联网(IoT)时代的到来,设备已经学会了通信和交换数据。这是通过安装在物理对象、机器和设备中的传感器来实现的。传感器可以检测事件的变化。然而,这些传感器需要持续的能量供应,这带来了挑战。电池体积大,价格贵,而且不环保。此外,它们需要不断更换或充电。


因此,需要可持续的可再生能源更换电池。摩擦电纳米发电机(TENG)就是这样一种装置。它们的高能效、与现有材料的兼容性以及低成本使其成为传感器供电的理想选择。



尽管有这些优点,当前的TENGs受到低输出电流的限制。但增加输出电流需要更大的设备,这使得它不可能用于小型设备。有没有一种方法可以绕过这种权衡?


由韩国中央大学副教授Sangmin Lee领导的一个研究小组已经解决了这个问题。实验室对高功率TENG设计和基于TENG的自供电传感器感兴趣。试图解决当前TENGs的局限性,以便它们可以在实践中用于实现便携式电源。


该团队在他们的研究中开发了一种新的设备,称为“吸入驱动的垂直扑动滕”(IVF-TENG),它显示出放大的电流输出。

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呼吸作为连续的机械输入,可用于操作TENGs。薄膜颤振腾格里是一种呼吸驱动装置,通过利用气流引起的振动产生的颤振现象,可以从极小的呼吸输入产生连续的电输出。


IVF-TENG由铝(Al)入口电极、气动弹性电介质片(聚酰亚胺)和铝出口电极组成。气动弹性薄片具有四个带有四个狭缝的片段,并且受到由气流引起的垂直颤振行为的影响。这使得提议的IVF-TENG不同于现有的TENG。



研究小组调查了IVF-TENG的电子和机械机制。他们发现,IVF-TENG在吸气过程中产生连续的高频电压(17 V)和1.84 μA的闭路电流,在每个吸气周期的开始和结束时产生456 V的静电放电电压和288 mA的闭路输出电流。


他们进一步证明,IVF-TENG在每次吸入时可以连续为130个串联的led和140个并联的led供电。此外,它可以为660

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