蘭州化物所王道愛研究員團隊 AFM:耐溶脹抗磨PAN/PVA-CaCl?復合膜基耐濕摩擦納米發電機用于海水淡化
2023-10-09 來源:高分子科技
大氣中的水分會加速摩擦電納米發電機(TENG)中摩擦電荷的傳輸和耗散,從而大大降低了TENG的輸出性能和穩定性,限制了其實際應用。為了解決這一問題,研究人員采用超疏水摩擦電材料或封裝包裝制備了各種耐濕TENG。然而,繁瑣、復雜的疏水和包封工藝并不適合于TENG的廣泛應用,也不能完全扭轉TENG性能隨濕度增加而下降的趨勢。因此,Wang等人提出了一種基于淀粉膜的TENG,該TENG在高相對濕度下表現出更好的輸出性能(Nano Energy 2020,77,105088)。考慮到淀粉膜在高濕環境下機械和摩擦學性能的不足,以及長時間與水接觸容易溶解,Wang等人還設計了一種基于氫鍵增強的聚乙烯醇(PVA)基TENG,具有優異的電荷保持性能和耐濕性能(Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2009172)。然而,純PVA的固有特性,如吸水速度慢和抗膨脹性差,會損害PVA膜的機械穩定性和滲透性能,而限制了PVA基TENG在高相對濕度下的實際應用。因此,提高PVA基TENG在高濕條件下的輸出性能和工作穩定性仍然是一個迫切需要解決的問題。

圖1. PAN/PVA-CaCl2復合膜的制備與結構。

圖2. PAN/PVA-CaCl2復合膜的吸水和溶脹行為。
圖3. PAN/PVA-CaCl2復合膜的力學性能和摩擦學性能。
圖4. 高相對濕度下PPCa-TENG的摩擦電性能。
圖5. PPCa-TENG在海水淡化中的應用。
原文鏈接:https://doi.org/10.1002/adfm.202306702
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(責任編輯:xu)
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