利用摩擦纳米发电机进行液固检测效果可靠性影响因素分析

摘要：

摩擦纳米发电机技术采用非接触式感应电测量方法,在自发电领域和智能传感领域得到了迅速的发展,但摩擦界面间起电原理和电荷转移过程受材料和环境影响,难以精确操控.本文利用气液间断型摩擦纳米发电机(L-S TENG)检测技术对PTFE管内流动介质进行实时监测,分析环境因素和结构参数对输出电特性的影响,揭示液-气-固三相在接触起电和感应电输出过程的作用机理及影响规律.研究发现:对于单电极L-S TENG系统,随着铜电极宽度的增加,开路电压显著增大,宽度从1 mm增至3 mm时,开路电压增长了 1.32倍,当宽度增至6 mm时,较最初增长了 1.9倍;随着液相温度从1℃升高到55℃时,开路电压呈现先升高后降低的趋势;随着管道老化程度的增加,转移到PTFE管壁的电子数降低,铜电极感应到的电荷数减少,电能转换效率降低;随着湿度的增加,相界面间的内源摩擦电效应减弱,开路电压降低;当环境中有强激光照射时,可以有效激发界面上载流子的能量水平,使系统输出性能和电能转换效率大幅提高.

关键词：摩擦纳米发电机(TENG)、摩擦伏特效应、检测可靠性、结构参数、环境参数

所属期刊栏目：43

分类号：TH85

资助基金：国家自然科学基金;云南省万人计划

在线出版日期：2022-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：50-59