--

17 (1) 2022

Máy phát điện ma sát nano: Một giải pháp năng lượng tiềm năng


Tác giả - Nơi làm việc:
Phan Hải - Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG-HN , Việt Nam
Phan Nguyễn Hòa - Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG-HN , Việt Nam
Hồ Anh Tâm - Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG-HN , Việt Nam
Phạm Đức Thắng - Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG-HN , Việt Nam
Tác giả liên hệ, Email: Phan Hải - phanhai@vnu.edu.vn
Ngày nộp: 21-10-2021
Ngày duyệt đăng: 30-11-2021
Ngày xuất bản: 30-03-2022

Tóm tắt
Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư và sự phổ biến rộng rãi của các hệ thống kết nối vạn vật IOT, nhu cầu về những thiết bị có độ linh động cao và tự cấp nguồn được cực kỳ lưu tâm. Vào năm 2012, một công nghệ chuyển đổi năng lượng mới có tên Máy phát điện ma sát nano (TENG) đã được phát minh ra bởi nhóm của Wang (được trích dẫn trong Fan, Tian, & Wang, 2012). Máy phát điện ma sát nano là thiết bị có thể chuyển đổi một cách hiệu quả các nguồn năng lượng cơ học lãng phí quanh con người thành điện năng. Dựa trên sự hợp tác của hiện tượng nhiễm điện do cọ sát và cảm ứng tĩnh điện, các nhà nghiên cứu đã phát triển bốn cấu hình cơ bản của TENG là: cấu hình tiếp xúc dọc, cấu hình trượt, cấu hình đơn điện cực và cấu hình điện cực treo. Trong bài báo này, các kiến thức cơ bản, vật liệu và ứng dụng của TENG được thảo luận cơ bản. Ngoài ra, mô hình tiếp xúc dọc cơ bản của máy phát điện ma sát nano được áp dụng để lắp ráp thử nghiệm máy phát điện ma sát nano sử dụng màng sợi nano PVC và nhôm thương phẩm. Tín hiệu đầu ra cho kết quả khả quan với hiệu điện thế 31.7V và dòng điện 6.2µA ở ngoại lực 10N.

Từ khóa
cảm ứng tĩnh điện; máy phát điện nano; ma sát điện

Toàn văn:
PDF

Trích dẫn:

Phan, H., Phan, H. N., Ho, T. A., & Pham, T. D. (2022). Máy phát điện ma sát nano: Một giải pháp năng lượng tiềm năng [Triboelectric nanogenerator: A prominent energy solution]. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh – Kỹ thuật và Công nghệ, 17(1), 43-51. doi:10.46223/HCMCOUJS.tech.vi.17.1.2080.2022


Tài liệu tham khảo

Chen, B., Yang, Y., & Wang, Z. L. (2018). Scavenging wind energy by triboelectric nanogenerators. Advanced Energy Materials, 8(10), Article 1702649.


Chen, X., Jiang, T., Yao, Y., Xu, L., Zhao, Z., & Wang, Z. L. (2016). Stimulating acrylic elastomers by a triboelectric nanogenerator - Toward self-powered electronic skin and artificial muscle. Advanced Function Materials, 26(27), 4906-4913. doi:10.1002/adfm.201600624


Fan, F. R., Tian, Z. Q., & Wang, Z. L. (2012). Flexible triboelectric generator. Nano Energy, 1(2), 328-334.


Guo, H., Pu, X., & Wang, Z. L. (2018). A highly sensitive, self-powered triboelectric auditory sensor for social robotics and hearing aids. Science Robotics. doi:10.1126/scirobotics.aat2516


He, C., Zhu, W., Chen, B., Xu, L., Jiang, T., Han, C. B., … Wang, Z. L. (2017). Smart floor with intergrated triboelectric nanogenerator as energy harvester and motion sensor. ACS Applied Materials & Interfaces, 9(31), 26126-26133.


Mi, H. Y., Jing, X., Zheng, Q., Fang, L., Huang, H. X., Turng, L. S., & Gong, S. (2018). High-performance flexible triboelectric nanogenerator based on porous aerogels and electrospun nanofibers for energy harvesting and sensitive self-powered sensing. Nano Energy, 48, 327-336.


Myeong, L. S., Jong, H. W., Seung, B. J., Daewon, K., Sang, J. P., Jae, H., & Yang, K. C. (2015). Vertically stacked thin trielectric nanogenerator for wind energy harvesting. Nano Energy, 14, 201-208.


Niu, S., Zhou, Y. S., Wang, S., Liu, Y., Lin, L., Bando, Y., & Wang, Z. L. (2014). Simulation method for optimizing the performance of an integrated triboelectric nanogenerator energy harvesting system. Nano Energy, 8, 150-156.


Phan, H., Phan, H. N., Ho, T. A., & Pham, T. D.  (2021). Q-switched pulsed laser direct writing of aluminum surface micro/nanostructure for triboelectric performance enhancement. Journal of Science: Advanced Materials and Devices, 6(1), 84-91.


Phan, H., Phan, H. N., Ho, T. A., Pham, T. D., & Nguyen, D. H. (2020). Multi-directional triboelectric nanogenerator based on industrial Q-switched pulsed laser etched Aluminum film. Extreme Mechanics Letters, 40, Article 100886.


Phan, H., Shin, D. M., Jeon, S. H., Kang, T. Y., Han, P., Kim, G. H., … Hong, S. W. (2017). Aerodynamic and aeroelastic flutters driven triboelectric nanogenerators for harvesting broadband airflow energy. Nano Energy, 33, 476-484.


Wang, S., Zi, Y., Zhou, Y. S., & Wang, Z. L. (2016). Molecular surface functionalization to enhance the power output of triboelectric nanogenerators. Journal of Materials Chemical A, 10(4), 3728-3734. doi:10.1039/c5ta10239a


Xiao, T. X., Jiang, T., Zhu, J. X., Liang, X., Xu, L., Shao, J. J., … Wang, Z. L. (2018). Sillicone-Based triboelectric nanogenerator for water wave energy harvesting. Applied Materials & Interfaces, 10(4), 3616-3623.


Yan, S., Lu, J., Song, W., & Xiao, R. (2018). Flexible triboelectric nanogenerator based on cost-effective thermoplastic polymeric nanofiber membranes for body motion energy harvesting with high humidity-resistance. Nano Energy, 48, 248-255.


Yang, X., Chan, S., Wang, L., & Daoud, W. A. (2018). Water tank trioelectric nanogenerator for efficient harvesting of water wave energy over a broad frequency range. Nano Energy, 44, 388-398.


Yong, H., Chung, J., Choi, D., Jung, D., & Lee. S. (2016). Highly reliable wind-rolling triboelectric nanogenerator operating in wide wind speed range. Scientific Report, 6(1), Article 33977. doi:10.1038/srep33977


Zhang, L. M., Han, C. B., Jiang, T., Zhou, T., Hui, L. X., & Wang, Z. L. (2016). Multilayer wavy-structured robust triboelectric nanogenerator for harvesting water wave energy. Nano Energy, 22, 87-94.



DOI: https://doi.org/10.46223/HCMCOUJS.tech.vi.17.1.2080.2022
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.