人間の動きから生体力学的エネルギーを採取するための統合された多層トリビレクトナノジェネレーター

非常に低コスト、シンプルな構造、小さなサイズ（3.8 cm×3.8 cm×0.95 cm）、軽量（7 g）の新しい柔軟な多層トリビエレクトリックナノジェレータ（TENG）を実証し、1つの柔軟な基板に5層のユニットを革新的に統合します。金属表面のユニークな構造とナノポアベースの表面修飾により、瞬間的な短絡電流（ISC）と開回路電圧（VOC）は、9.8 mWの瞬時の最大出力密度で0.66 mAと215 Vに達する可能性があります。/CM2および10.24 MW/CM3。これは、出力電力を強化するための最初の3D統合Tengです。通常のウォーキングからのプレスによってトリガーされたTengは、靴パッドに取り付けられたもので、複数の市販のLED電球を瞬時に駆動できました。柔軟な構造を使用すると、Tengを衣服にさらに統合したり、人間の動きに賢明な閉塞と不快感を導入することなく、人体に結合することさえできます。ここで実証されたTengの新しいデザインは、自動運転のポータブル電子機器を潜在的に達成するために適用できます。

We demonstrate a new flexible multilayered triboelectric nanogenerator (TENG) with extremely low cost, simple structure, small size (3.8 cm×3.8 cm×0.95 cm) and lightweight (7 g) by innovatively integrating five layers of units on a single flexible substrate. Owing to the unique structure and nanopore-based surface modification on the metal surface, the instantaneous short-circuit current (Isc) and the open-circuit voltage (Voc) could reach 0.66 mA and 215 V with an instantaneous maximum power density of 9.8 mW/cm2 and 10.24 mW/cm3. This is the first 3D integrated TENG for enhancing the output power. Triggered by press from normal walking, the TENG attached onto a shoe pad was able to instantaneously drive multiple commercial LED bulbs. With the flexible structure, the TENG can be further integrated into clothes or even attached onto human body without introducing sensible obstruction and discomfort to human motions. The novel design of TENG demonstrated here can be applied to potentially achieve self-powered portable electronics.