發(fā)布時間：2020-12-07 11:51

　　全球范圍內(nèi)化石能源的過度使用引發(fā)了嚴峻的能源危機和惡劣的環(huán)境問題。堅定實行可持續(xù)的發(fā)展戰(zhàn)略,加快開發(fā)可再生的清潔新能源已迫在眉睫。壓電納米發(fā)電機可以有效地把環(huán)境中的微弱機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?從而有望引領一場微納尺度的新能源技術革命。本文以尋找環(huán)境友好、無污染的高性能壓電材料為背景,以無鉛BCTZ壓電陶瓷為基礎,以靜電紡絲技術為主要的材料制備方案,定性地對比研究了三種基于BCTZ的柔性壓電納米發(fā)電機,并從原理上對其差異性的壓電性能進行了分析和解釋�；陟o電紡絲制備的BCTZ納米纖維經(jīng)焙燒后,細膩光滑的表面變得十分粗糙,直徑均勻地分布在100 nm–250 nm左右,并且結(jié)晶良好;在規(guī)律性的手指敲擊作用下,基于無序BCTZ納米短棒壓電發(fā)電機輸出的開路電壓和短路電流最大分別為0.6 V、10 nA;經(jīng)介電泳定向后,無序BCTZ納米短棒在PDMS中沿電場線一致取向排列,納米發(fā)電機的開路電壓和短路電流分別提升至2.2 V、90 nA;利用平行鐵絲電極收集的BCTZ納米纖維具有良好一致取向性,由此制備的納米發(fā)電機在規(guī)律性的彎折作用下,輸出的最大開路電壓、短路電流達到了3 V和110 nA。以上實驗數(shù)據(jù)... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

環(huán)境中可利用的各種各樣的能源Fig.1-1Allkindsofenergyavailableintheenvironment

上海交通大學碩士學位論文研究現(xiàn)狀4 月，美國佐治亞理工學院的王中林教授帶領的研究�。╖nO）納米纖維獨特的壓電效應與半導體性能，巧真正的納米發(fā)電機[26]。如圖 1-2 所示，他們用導電性針撥動垂直結(jié)構(gòu)的 ZnO 納米纖維，在微納米的尺度范轉(zhuǎn)變成電能，并且效率也達到了 17%~30%。這一重大展歷史上極具開創(chuàng)性的里程碑意義。在此以后，有關工藝、應用場景等的研究與文獻都急劇地增加，也將用的一個全新時代。

圖 1-3 單根 ZnO 納米線發(fā)電機[27]Fig. 1-3 Nanogenerator based on single ZnO nanowire4 （a）PS 基底上生長 ZnO 納米線的柔性納米發(fā)電（b）PI/ZnO/PVDF 柔性納米發(fā)電機[29]a) Flexible nanogenerator of ZnO nanowires array on P(b) Flexible nanogenerator based on PI/ZnO/PVDF，Hu 等[28]運用水熱法在聚苯乙烯（PS）基底

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于靜電紡絲技術的取向納米纖維[J]. 蔣敏,王敏,魏仕勇,陳志寶,木士春.  化學進展. 2016(05)
[2]一維納米材料定向排布技術的研究進展[J]. 胡林,陳長鑫,張亞非.  微納電子技術. 2010(02)



本文編號：2903194