基于多孔气凝胶及鼓膜结构的压电/摩擦电纳米发电机用于宽波段声能采集

作者:余兆函,张永康,王云明,郑嘉琦,符岳,陈丹,王国胜,崔景强,于盛睿,郑立,周华民,李德群 时间:2022-08-02 点击数:

  设计制备了一种高性能、宽频段的压电/摩擦电协同作用的声能采集器。基于束状多孔的多壁碳纳米管/聚偏二氟乙烯-三氟乙烯(MWCNTs/PVDF-TrFE)气凝胶和聚二甲基硅氧烷(PDMS)鼓膜的内部结构,本文所制备的MWCNTs/PVDF-TrFE/PDMSMCPP ANG实现了对声能的高效采集。通过气凝胶内部多孔结构和PDMS鼓膜结构增强器件在声波刺激下产生得振动和摩擦,从而实现更高的声-电转换效率。此外,这种设计无需接触分离结构或外部谐振腔,大大简化了结构,有助于提升器件的灵活性和耐用性。该MCPP ANG能在110~400 Hz的频段内工作,具有宽频响应特性。在115 dB300 Hz的声波作用下,其获得最佳输出电压为34.4 V,峰值短路电流为1.74 μA,输出功率密度达到11.26 mW/m2,可以点亮7个串联的蓝色LED灯泡。此外,MCPP ANG能响应并记录变化的声音信号,在播放音乐时,输出电压的波形与音乐的原始波形具有基本匹配的变化趋势。

文章访问链接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285522002865

Copyright © 2019 华中科技大学高分子材料成形研究室  联系电话:+86-27-87543492


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