蘭州化物所王道愛研究員團(tuán)隊(duì) AFM：耐溶脹抗磨PAN/PVA-CaCl?復(fù)合膜基耐濕摩擦納米發(fā)電機(jī)用于海水淡化
2023-10-09 來源：高分子科技
大氣中的水分會(huì)加速摩擦電納米發(fā)電機(jī)（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(wěn)定性，限制了其實(shí)際應(yīng)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(fù)雜的疏水和包封工藝并不適合于TENG的廣泛應(yīng)用，也不能完全扭轉(zhuǎn)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(duì)濕度下表現(xiàn)出更好的輸出性能（Nano Energy 2020，77，105088）？紤]到淀粉膜在高濕環(huán)境下機(jī)械和摩擦學(xué)性能的不足，以及長時(shí)間與水接觸容易溶解，Wang等人還設(shè)計(jì)了一種基于氫鍵增強(qiáng)的聚乙烯醇（PVA）基TENG，具有優(yōu)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(huì)損害PVA膜的機(jī)械穩(wěn)定性和滲透性能，而限制了PVA基TENG在高相對(duì)濕度下的實(shí)際應(yīng)用。因此，提高PVA基TENG在高濕條件下的輸出性能和工作穩(wěn)定性仍然是一個(gè)迫切需要解決的問題。
圖1. PAN/PVA-CaCl2復(fù)合膜的制備與結(jié)構(gòu)。
圖2. PAN/PVA-CaCl2復(fù)合膜的吸水和溶脹行為。
圖3. PAN/PVA-CaCl2復(fù)合膜的力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能。
圖4. 高相對(duì)濕度下PPCa-TENG的摩擦電性能。
圖5. PPCa-TENG在海水淡化中的應(yīng)用。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202306702
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