Charge pumping triboelectric metamaterials with capacitor-enabled multifunctionalities
Notice bibliographique
Résumé
Most traditional triboelectric nanogenerators (TENGs) feature alternating current (AC) output and cannot be directly utilized as a power source to charge energy storage systems or drive direct current (DC) electronic devices. Converting AC into DC typically requires stiff and complicated rectifier bridge circuits, which hinders TENG’s integration into rationally designed flexible three-dimensional architectures to construct all-in-one energy harvesting-storing multifunctional metamaterials. Herein, triboelectric metamaterial (TM) with a charge pumping mechanism is developed to harvest energy from linear mechanical motions and generate DC output. The TM incorporates a capacitor composed of negative electrodes and an assistant electrode for charge storing and charge transfer boosting. Under open-circuit conditions, triboelectric charges are sustainably accumulated and stored within all the electrodes. With the extra charge storage of the capacitor formed by the negative electrode and the assistant electrode, the TMs’ charge-storing capability can be enhanced by 203 %. Moreover, the accumulated charges in the assistant electrode during open-circuit energy harvesting amplify the short-circuit charge output by 55.6 % through electrostatic induction. TM’s inner part can serve as a portable power source storing the harvested electricity independently upon completion of the TM’s open-circuit energy harvesting. In addition, the TM can detect the proximity of charge-carrying objects by monitoring fluctuations in open-circuit voltage over time. The seamless integration of charge pumping, energy storing, and sensing functionalities offered by the TMs imparts paradigm shifts in energy harvesters to be applied as portable green power sources and self-sensing intelligent suspension systems. • Developing a triboelectric metamaterial (TM) with a charge pumping mechanism for efficient energy harvesting and storage. • Increasing the TM’s charge-storing capacity by 203 % with the capacitor formed by the negative and assistant electrodes. • Enhancing the TM’s short-circuit charge output by 55.6 % by the accumulated charges in the assistant electrode. • Utilizing TM’s inner part as an independent and portable power source to store harvested electricity. • Self-powered sensing of the approaching and departing of charge-carrying objects.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».