【編號】2024-47

【題名】PVDF/PPy柔性直流納米發(fā)電機的制備與性能

【作者】李金徽，劉曉東，金欣等

【機構(gòu)】天津工業(yè)大學(xué)

【刊名】復(fù)合材料學(xué)報（2024年06期）

【文摘】針對傳統(tǒng)納米發(fā)電機為交流輸出，仍需采用外部整流器進行直流轉(zhuǎn)化而導(dǎo)致的難以高度集成、柔性化和較低的功率密度問題，本文將聚偏氟乙烯(PVDF)靜電紡膜作為基底，在其表面氣相聚合聚吡咯(PPy)，制得PVDF/PPy復(fù)合納米纖維膜，并依據(jù)肖特基整流原理，以該復(fù)合納米纖維膜構(gòu)建直流納米發(fā)電機。研究了不同聚合時間下氧化劑濃度對PVDF/PPy復(fù)合納米纖維膜形貌和直流納米發(fā)電機機電性能的影響。結(jié)果表明：當氧化劑濃度為 2.0mol/L，聚合時間為 90min時，電輸出性能最優(yōu)，對應(yīng)峰值電壓輸出為1.23V，峰值電流輸出為 210.55μA，理論功率密度達到 28.77μW/cm²。本項研究展示的PVDF/PPy直流納米發(fā)電機，其能源轉(zhuǎn)換機制源于壓電高分子的壓電效應(yīng)和肖特基結(jié)的整流效應(yīng)。該類直流納米發(fā)電機具備柔韌、集成式和自整流的特征，可靈活用于各種場所，直接為電子設(shè)備提供電能。