【編號】2023-35

【題名】Ag納米顆粒修飾(K_0.5Na_0.5)NbO₃/PVDF柔性壓電能量收集器及其性能

【作者】趙梓帆，熊娟，但智鋼

【機構(gòu)】中國環(huán)境科學研究院國家環(huán)境保護生態(tài)工業(yè)重點實驗室；湖北大學物理與電子科學學院

【刊名】復合材料學報（2023年04期）

【文摘】將機械能轉(zhuǎn)換為電能的壓電能量收集器可為便攜式可穿戴電子器件提供持續(xù)、獨立的供電方案，促進柔性電子技術(shù)向智能化、集成化、多功能化方向發(fā)展。本文采用光還原法制備了Ag納米顆粒修飾的鈮酸鉀鈉(KNN)顆粒并將其與聚偏氟乙烯(PVDF)復合，得到Ag-KNN/PVDF壓電復合薄膜。采用熱壓法在兩層PVDF中復合Ag-KNN/PVDF薄膜，得到三明治結(jié)構(gòu)的柔性復合壓電薄膜(PAKP)及壓電柔性能量收集器。研究結(jié)果表明：當Ag摩爾分數(shù)為1％時，PAKP柔性復合薄膜的極性β相最大，且壓電輸出性能最佳，輸出電壓可達6.39V，是無Ag修飾樣品的1.43倍，器件的最大瞬時功率為150.5nW。經(jīng)過3000次循環(huán)測試后，器件的電壓輸出幅度無明顯變化。將其固定于自行車車架上，收集自行車行進中的機械能可使220nF電容在200s內(nèi)充電至1.2V，表明其在低功耗電子器件自供電領(lǐng)域具有良好的應用前景。