ACS Nano综述：摩擦电纳米发电机：结构，机理和应用

Nanoyu

2021-01-12

随着物联网（IoT）的飞速发展，到2025年，用于IoT的传感器数量预计将超过2000亿。因此，无需充电和更换电荷存储器件的可持续能源供应变得越来越重要。在各种能量收集器中，摩擦电纳米发电机（TENG）由于其高瞬时输出功率，广泛的可用材料选择，环保和廉价的制造工艺以及针对目标应用而定制的各种工作模式而受到了广泛的关注。

近日，韩国科学技术院Yang-Kyu Choi对基于摩擦电的能量收集系统进行了系统总结，以全面了解TENG的合理设计的整个过程。

文章要点

1）在TENG中，针对具有双电极和单电极结构的两种不同配置，作者总结了基于接触分离，滑动和独立式的三种操作模式。

2）作者总结了用于摩擦带电过程中TENG的工作原理的各种电荷转移机制，以阐明电子，离子和物质的转移。

3）作者总结了基于能量收集效率和能量传递效率两个方面来提高TENG输出功率的各种方法。此外，还总结了不仅涉及通过TENG进行的能量收集而且涉及通过电荷存储装置的能量存储的方法。

4）作者最后总结了具有TENG的各种应用，包括：构建物联网时代的自供电传感器。除了从周围环境中收集能量为微型传感器提供分散的电力外，还可以用于设计典型的机械传感器，如触觉传感器、压力传感器、传感器或音频传感器等用于自供电传感。此外，与环境和表面化学相关的摩擦电的敏感特性可用于设计其信号取决于特定条件的化学传感器。

参考文献

Weon-Guk Kim, et al, Triboelectric Nanogenerator: Structure, Mechanism, and Applications, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.0c09803

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c09803