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摩擦纳米发电机（TENG）作为一种新兴的绿色能量收集装置，自问世以来受到学术界的广泛关注。它被认为是分布式能源发电领域的一个里程碑式的发现。基于其成本低、灵活性高、能量转换效率高等优点，在自供电传感领域具有广阔的应用前景。然而，基于常规聚合物材料的TENG在实际应用过程中，通常会面临复杂的气候环境，在复杂环境下的输出性能不稳定，严重限制了TENG的广泛应用。因此，开发一种稳定、适应极端气候变化的摩擦电材料显得极其紧迫。 在此，王双飞院士团队"先进木质纤维材料"课题组制备了一种基于壳聚糖/醛基纤维素纳米晶（DANC）的纤维素基摩擦电材料，基于该材料构建的新型强环境适应性的TENG，在高温和高湿等恶劣环境条件下实现了稳定能量收集。研究发现，在99%相对湿度下，该摩擦电材料的开路电压保留率提高了5倍，在100°C时仅有2%的开路电压变化率，表现出优异的抗环境适应性。这项成果以题为“Cellulosic triboelectric materials for stable energy harvesting from
hot and humid conditions”发表在《Nano Energy》上。 论文链接： https:///10.1016/j.nanoen.2023.108426
图1.纤维素摩擦电材料的制备
图2.纤维素摩擦电材料的结构与表征
图3.纤维素摩擦电材料的摩擦电性能
图4.纤维素摩擦电材料的稳定性
图5.纤维素基TENG的应用 总结：此研究制备了一种具有优秀的抗环境干扰能力的纤维素摩擦电材料，并实现了其在高温高湿等复杂环境下稳定的能量收集。复合材料内部结合力的提高增强了材料的环境适应性，同时壳聚糖氨基的引入使得纤维素基摩擦电材料具有更高的正电性。此外，该材料作为智能设备的无线传感终端，可实现运动状态检测的无线可视化传感。本研究通过一种崭新的策略为摩擦电材料在复杂环境下的制备提供了一种有效的设计思路。 |
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