本文介绍了一种新型的基于Aerogel的摩擦电纳米生成器(TENG),该纳米生成器(TENG)显示了能量收集和传感应用的卓越性能。基于多酰亚胺的气凝胶膜具有不同的开孔含量水平,可用作Teng的主要接触材料。制造的气凝胶膜已充分表征,以揭示开发材料的化学和机械性能。与完全致密的聚酰亚胺层且无孔隙率相比,聚酰亚胺气凝胶膜的使用显着提高了Teng的性能。这种增强是由于有效表面积的增加,气凝胶开放式电池内的电荷产生以及TENG设备的相对电容的增加所致。孔隙率从零变化到70%的开放式孔隙含量的影响表明,具有50%的气门膜显示出最高的性能,其中获得了40次峰值的峰值敞开电路电压,而峰值短路电流则获得了5 𝜇𝜇𝜇𝜇的峰值短路电流。这些值高于带有数量级的简单聚酰亚胺层的Teng的值。最后,测试了电阻载荷和电容器下提议的teng的性能。因此,这项工作为高性能teng提供了一种有效的方法。
在现代化石燃料燃烧炉中,炉外废气中的热量用于预热燃烧空气,以产生更高的火焰温度并提高效率。最常用的空气预热系统是蓄热系统。
摘要 量子随机数生成器 (QRNG) 基于对单个量子系统执行的自然随机测量结果。在这里,我们展示了使用具有可调分光比的 Sagnac 干涉仪实现的分支路径光子 QRNG。分光比的微调使我们能够最大化生成的随机数序列的熵,并有效地补偿组件中的公差。通过从衰减的电信激光脉冲产生单光子,并使用市售组件,我们能够直接从原始测量数据生成超过 2 GB 的随机数序列,平均熵为 7.99 位/字节。此外,我们的序列通过了 NIST 和 Dieharder 统计测试套件的随机性测试,从而证明了其随机性。我们的方案展示了一种基于动态调整生成的随机序列均匀性的 QRNG 替代设计,这对于依赖于独立实时测试其性能的现代生成器的构建至关重要。
摘要:随着科技的不断进步,用于增强现实(AR)和虚拟现实(VR)的电子产品逐渐进入大众的视野,这些电子设备的电源也受到了科学家的更多关注。与传统电源相比,摩擦纳米发电机(TENG)由于体积小、转换效率高、能耗低等优点,逐渐被用于可穿戴柔性电子产品,包括AR和VR设备等自供电传感技术中的能量收集,是AR和VR产品中最受欢迎的电源。本文首先概括了TENG的工作方式和基本理论,然后回顾了AR和VR设备中使用的TENG模块,最后总结了TENG制备的材料选择和设计方法。TENG的摩擦层可以由聚合物、金属和无机材料等多种材料制成,其中聚四氟乙烯(PTFE)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)是最受欢迎的材料。要提高TENG的性能,必须选用合适的摩擦层材料。因此,针对不同的应用场景,TENG的设计方法对其性能起着重要作用,合理的制备材料和设计方法的选择可以大大提高TENG的工作效率。最后,总结了纳米发电机的研究现状,分析并提出了未来的应用领域,并总结了材料选择的要点。
德国斯图加特 Sergej.Belik@dlr.de 摘要:电加热再生器储存是一种节能且经济的解决方案,可用于转换多余的电能并将其储存为高温热能。我们引入了一个瞬态模型来描述这种混合存储系统的热力学行为,该模型具有最少的无量纲参数。这些特征参数用于得出再生器储存中电热集成热力学评估的关键性能指标。从模拟研究中获得的结果表明电加热元件在储罐内的位置是节能的,并为设计提供了显着改进的热存储容量和性能。电热扩展带来的这些好处在提高成本效率和操作灵活性方面尤为明显。
摘要 机械能因其丰富性而成为一种很有前途的环境能源。摩擦纳米发电机 (TENG) 是一种基于接触起电的有效机械能收集方法。现有的液体基 TENG 可以在不损坏表面的情况下稳定运行;然而,这些 TENG 的输出比固体基 TENG 小得多。值得注意的是,液体直接接触导电材料的液体基 TENG 可以产生超过几 mA 的电流。然而,液体储存器必须具有足够的体积,并且必须提供足够的空间让液体移动以产生电输出。为了确保紧凑轻巧的设计并在低输入频率范围内产生电输出,我们推出了一种移动棒式水基 TENG (MSW-TENG)。所提出的 MSW-TENG 可以分别产生高达 710 V 和 2.9 mA 的开路电压和闭路电流,并可用作自供电安全装置。本研究的结果可以促进TENG在日常应用中的实现。
2012 年,第一篇摩擦纳米发电机 (TENG) 论文发表,距今已有近十年,本综述简要概述了将 TENG 技术应用于关键可持续和可再生能源应用的最新技术进展。本文研究了 TENG 在可穿戴设备、波浪、风能和运输等四个关键领域的应用进展。自诞生以来,TENG 取得了巨大进步,并开发了将其应用于大量免费动能来源的方法。然而,与其他形式的能源生产相比,电力输出仍然很低(大多低于 500 W/m 2),未来的主要挑战似乎是进一步提高输出功率和电流、经济地制造先进的 TENG 以及设计 TENG 以在各种实际环境中终身使用。最后,它讨论了在这些应用领域充分发挥 TENG 潜力所面临的紧迫挑战,特别是从材料和制造的角度来看。需要指出的是,要实现基于 TENG 的设备大规模生产,还需要进行大量的研究和开发。 TENG 将在物联网 (IoT)、人机界面、机器学习应用和“净零排放”技术的未来发展中发挥重要作用。