Nanoenergy and Biosystem Lab
Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems, Chinese Academy of Sciences

EcoMat:基于可降解材料的摩擦纳米发电机

绿色且环境友好的能源技术对于减少化石燃料造成的环境污染至关重要。摩擦纳米发电机(TENG),作为一种新兴的绿色能源器件可以从周围环境中获取能量。基于可降解材料的摩擦纳米发电机(DB-TENG)将有望推动了新一代绿色能源技术的进步,并有效避免重金属以及难降解塑料作为摩擦发电层材料所带来的污染和危害。

近日,中国科学院北京纳米能源与系统研究所李舟研究员团队,总结了基于可降解材料摩擦纳米发电机的相关进展。可降解摩擦发电材料从获取来源可分为:基于动物来源的可降解材料、基于植物来源的可降解材料以及人工合成可降解材料三种。这些材料各自具有特殊的性质同时也会会影响DB-TENG的各方面性能,如得输出性能、力学性能等。文中分别列举了三类材料中的具有代表性的材料,并阐述了这些材料的特性及其对DB-TENG产生的影响。此外,文章还从能量收集、传感以及植入式医疗三个方面介绍了DB-TENG的应用。

最后,作者对可降解摩擦纳米发电机发展所面临的挑战和可能的解决方案进行了展望。指出DB-TENG目前还面临输出不足,降解时间控制难以及封装技术不成熟等问题。同时,讨论了通过材料修饰方法及结构设计来提升DB-TENG输出,应用新的物理、化学等降解调控方法来优化DB-TENG降解时间的可行性。另外,作者还重点介绍了植入式全可降解TENG在医疗健康方面的应用。

文章以“Triboelectric Nanogenerator Based onDegradable Materials”为题,发表在EcoMat上,第一作者为中科院北京纳米能源与系统研究所硕士晁盛宇和北京航空航天大学博士后欧阳涵,通讯作者为中科院北京纳米能源与系统研究所李舟研究员。

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