柔性发电机将运动转化为能量

从运动中获取能量的可穿戴设备并不是一个新想法，但莱斯大学发明的一种材料可能会使它们更加实用。

莱斯大学化学家詹姆斯·图尔(James Tour)的实验室已经将激光诱导石墨烯(LIG)改造成小型、无金属的发电设备。就像在头发上摩擦气球一样，将LIG复合材料与其他表面接触会产生可用于为设备供电的静电。

为此，要感谢摩擦电效应，材料通过接触收集电荷。当它们放在一起然后分开时，表面电荷就会积聚起来，这些电荷可以用于发电。

在实验中，研究人员将一条折叠的LIG条带连接到一串发光二极管上，发现轻敲该条带会产生足够的能量使其闪烁。当石墨烯复合材料与皮肤的反复接触产生电流给一个小电容器充电时，嵌入在人字拖中的一块更大的LIG可以让穿戴者每走一步都产生能量。

图尔说:“这可能是一种给小型设备充电的方法，只需利用走路时脚跟撞击或摆动手臂运动时产生的多余能量。”

LIG是一种石墨烯泡沫，当用激光加热聚合物或其他材料表面的化学物质时，只留下相互连接的二维碳片。该实验室首先在普通聚酰亚胺上制造LIG，然后将该技术扩展到植物、食品、处理过的纸张和木材上。

该实验室将聚酰亚胺、软木和其他材料制成LIG电极，以观察它们产生能量的能力和耐磨损的能力。他们从摩擦电系列的另一端得到了最好的结果，这量化了它们通过接触通电产生静电荷的能力。

在折叠配置中，来自摩擦负聚酰亚胺的LIG被喷涂上聚氨酯的保护涂层，聚氨酯也充当摩擦正材料。当电极连接在一起时，电子从聚氨酯转移到聚酰亚胺上。随后的接触和分离驱动电荷，这些电荷可以通过外部电路存储，以重新平衡积累的静电荷。折叠LIG产生约1 kV，并在5000次弯曲循环后保持稳定。

使用聚酰亚胺- lig复合材料和铝电极的最佳配置，产生的电压超过3.5千伏，峰值功率超过8兆瓦。

莱斯大学博士后研究员迈克尔·斯坦福说:“嵌入触发器中的纳米发电机能够在步行1公里后在电容器上存储0.22毫焦耳的电能。”“这种能量储存速度足以为可穿戴传感器和具有人体运动的电子设备提供动力。”

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