摩擦電納米發(fā)電機(jī)（TENG）在能量收集和自供電傳感方面極具應(yīng)用潛力，而TENG理論為其進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。近日，清華大學(xué)Ding Wenbo、大連海事大學(xué)Xu Minyi、中國(guó)科學(xué)院王中林院士對(duì)接觸分離模式TENG進(jìn)行了理論分析，包括理論模型、分析方法和驗(yàn)證方法。
本文要點(diǎn)：
1) 作者提出了三個(gè)無(wú)限平板模型來(lái)覆蓋接觸分離模式TENG的典型形式。根據(jù)電荷守恒和靜電平衡的物理原理，作者確定了摩擦電荷層上的初始電荷分布和TENG上所有電荷的重新分布，并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了TENG內(nèi)部的電場(chǎng)、電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程、外部電路中的傳導(dǎo)電流和位移電流。
2) TENG的特征和優(yōu)值可以直接從提出的理論中獲得，這與實(shí)踐中的現(xiàn)象是一致的。這驗(yàn)證了理論推導(dǎo)，并解釋了TENG在實(shí)踐中的表現(xiàn)。此外，通過(guò)比較有限板模型和無(wú)限板模型，作者討論了其適用性，并繪制了更準(zhǔn)確的TENG工作原理示意圖。此外，作者還提出了一種具有求解方法的電動(dòng)模型，該模型可應(yīng)用于任何尺寸的TENG。作者對(duì)不同的應(yīng)用進(jìn)行了擴(kuò)展分析，證明了所提出的TENG理論的實(shí)用性。
Hongfa Zhao et.al Theoretical modeling of contact-separation mode triboelectric nanogenerators from initial charge distribution EES 2024
DOI: 10.1039/D3EE04143C
https://doi.org/10.1039/D3EE04143C
