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    中科院團隊合成2種氟化聚酰亞胺薄膜 可從200℃流動空氣中收集能量

    近日,中科院北京納米能源與納米系統研究所的研究人員報道了合成了兩種氟化聚酰亞胺(F-PI)薄膜。

    由于熱電子發射效應,在接觸電氣化(CE)后,轉移到介質表面的電子被釋放到真空中。因此,摩擦電納米發電機(TENG)在高溫條件下無法保持有效輸出。

    為了獲得較高的熱電荷穩定性,在聚酰亞胺的主鏈上加入三氟甲基(CF3)和砜基(SO2)等強吸電子基團進行修飾。帶隙大的氟化聚酰亞胺(F-PI)可以提供170 cm 2(普通Kapton膜的4倍)的摩擦電荷密度,在摩擦電系中比聚四氟乙烯更具負電荷性。

    通過在F-PI薄膜中摻雜BaTiO3納米填料,誘導界面極化和表面深陷阱,研究人員得到了一種既具有高電荷密度又具有超高熱電荷穩定性的摩擦電聚合物。然后,基于這些F-PI設計一個振動驅動的TENG(FD-TENG),以在高溫條件下收集風能。

    這種納米復合F-PI薄膜使得FD-TENG能夠在200℃下提供超過32%的最大輸出電流,在已報道的摩擦電聚合物中具有最高的熱電荷穩定性。因此,這種FD-TENG有望應用于熱蒸汽和熱風洞的自供電傳感器,同時也為高溫環境下的環境能量采集提供了一種策略。

    該研究以“Triboelectric Polymer with High Thermal Charge Stability for Harvesting Energy from 200 °C Flowing Air”為題,發表在《先進功能材料》(Advanced Functional Materials)上。

    來源:前瞻網

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