碳纳米管导电通路对压电纳米发电机性能的影响

作     者：闫静 朱宁 望希言 吕梦蝶 秦跃彬 YAN Jing;ZHU Ning;WANG Xi-yan;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3期

页      面：22-27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：压电纳米发电机 导电通路 碳纳米管 静电纺丝 钛酸钡 

摘      要：为获得高性能压电纳米发电机,提出了在纳米纤维基压电纳米发电机中构筑导电通路的策略,以提高其电荷传输能力。首先,通过静电纺丝技术和煅烧工艺制备钛酸钡(BaTiO_(3))纳米纤维,并研究纺丝条件和煅烧工艺对其形貌和结构的影响;其次,通过物理浸泡的方式掺杂不同浓度的多壁碳纳米管(MWCNT),与聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合获得柔性压电纳米发电机,探讨MWCNT的含量对压电纳米发电机输出性能的影响。结果表明:纺丝液质量分数为42%、挤出速率为1 mL/h、煅烧温度为1000℃、升温速率为2℃/min时,获得形貌结构和结晶性良好的BaTiO_(3)纳米纤维膜;MWCNT质量分数为3%时,压电纳米发电机的综合性能最佳,开路电压和短路电流分别高达23 V和2.6μA,较纯BaTiO_(3)基压电纳米发电机性能提高4倍。本研究为设计和制备高性能压电纳米发电机提供了新的思路。