Трибоэлектрический наногенератор на основе матов из электроформованных нан волокон PVDF-TrFE/MXene для бытовых приборов умного дома

Понимание накопления трибоэлектрического заряда с точки зрения формирования микроконденсаторов играет ключевую роль в повышении выходных характеристик трибоэлектрического наногенератора (TENG). В работе представлен TENG на основе электроформованных нан волокон (EN-TENG), изготовленных из нанокомпозита поливинилиденфторид-трифторэтилена (PVDF-TrFE)/MXene с высокой диэлектрической проницаемостью и высокой поверхностной плотностью заряда. Влияние диэлектрических свойств на выходные характеристики EN-TENG исследовали теоретически и экспериментально. Максимальная удельная мощность изготовленного EN-TENG составила 4,02 Вт/м² при сопротивлении внешней нагрузки 4 МОм. Нанокомпозит PVDF-TrFE/MXene повысил выходные характеристики EN-TENG в четыре раза. EN-TENG успешно обеспечивал питание электронного секундомера и термогигрометра за счёт преобразования энергии постукивания пальцем. Кроме того, его использовали в системах умного дома в качестве автономного источника питания для управления бытовыми электроприборами, включая пожарную сигнализацию, вентиляторы и умные двери. Работа демонстрирует эффективный и инновационный подход к созданию автономных систем, человеко-машинных интерфейсов и приложений для умного дома.