静电纺聚酰亚胺基摩擦纳米发电机的制备及性能

作     者：闫静 望希言 朱宁 吕梦蝶 秦跃彬 YAN Jing;WANG Xi-yan;ZHU Ning;LYU Meng-die;QIN Yue-bin

作者机构：天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室/分离膜科学与技术国家级国际联合研究中心天津300387 

出 版 物：《天津工业大学学报》 (Journal of Tiangong University)

年 卷 期：2023年第42卷第2期

页      面：6-12页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52103267)。 

主　　题：静电纺丝 聚酰亚胺 摩擦纳米发电机 机械能 电能 

摘      要：为获得高性能的摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator,TENG),采用静电纺丝技术和酰胺化工艺制备了具有高表面粗糙度和孔隙结构的聚酰亚胺(polyimide,PI)纳米纤维薄膜,将其作为负摩擦材料构筑TENG。探究了PI纳米纤维膜的厚度、TENG的接触分离距离和工作面积对其输出性能的影响。结果表明:基于静电纺PI膜的TENG的输出性能随着PI纳米纤维膜厚度、TENG接触分离距离的增加均呈现先增加后减小的趋势,并随着工作面积的增加而增加;当纤维膜厚度为114.1μm、接触分离距离为10 mm、工作面积为20 cm^(2)时,开路电压、短路电流和转移电荷达到最大,分别为235 V、22.5μA和92 nC,此时输出功率密度为3 W/m^(2),可以将50 V 1μF的电容器在7 s内充电至4 V,展示了基于静电纺PI纳米纤维膜TENG的应用潜能。