Investigation of electrospun piezoelectric P(VDF-TrFE) nanofiber-based nanogenerators for energy harvesting

Energy Reports, 2023

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.1016/j.egyr.2023.07.010
Достоверность данных 85 высокая
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

A piezoelectric nanogenerator (PENG) from thin poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene) (P(VDF-TrFE)) polymer fiber films synthesized by the electrospinning method demonstrated the enhanced output. The β-phase content in thin films that is essential for piezo responses in polymers was analyzed using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscope (SEM) imaging. The results showed an extremely high 92,8% of β-phase content in P(VDF-TrFE) thin films. The fabricated PENG device using P(VDF-TrFE) film demonstrated an outstanding peak-to-peak open-circuit voltage (Voc) of ∼25 V and short-circuit current (Isc) of 0.3 μA under 3 N applied force. The device could produce a maximum power density of ∼125 nW cm −2 under a 6 N load. The maximum voltage of ∼100 V was achieved with the compressive force of 20 N. Moreover, the ability to charge 0.1 μF capacity to ∼6.5 V within 180 sec was demonstrated under an external load of 6 N at 5 Hz. It can be concluded that the improved piezoelectric performance of PENG was achieved due to high β-phase content and the optimized synthesis route. The obtained electrical performance of PENG demonstrated its potential for powering low-power electronic devices by scavenging mechanical energy.