Team udvikler en ny svampebaseret triboelektrisk nanogenerator til korrosionsbeskyttelse i transportsystemer

Korrosion forårsager betydelige tab for forskellige industrier. Katodisk beskyttelse bruges til at beskytte stål i marineindustrien. Triboelektriske nanogeneratorer (TENG) omdanner mekanisk energi til elektricitet baseret på triboelektrificering og elektrostatisk induktion. TENG katodisk beskyttelse er i overensstemmelse med kravene til moderne energibesparelse med lavt kulstofindhold.

Et forskerhold ledet af prof. Wang Xiutong fra Institut for Oceanologi ved Det Kinesiske Videnskabsakademi (IOCAS) har rapporteret om en ny TENG lavet af højelastisk og trykmodstandsdygtig svamp, dvs. forbedret polydimethylsiloxan (PDMS) svamp TENG. Undersøgelsen blev offentliggjort i Advanced Functional Materials den 3. august.

Den kan tilpasse sig kraftige påvirkninger i land- og vandtransport og kan udvides til enhver form til høst af bølgeenergi og mekanisk energi og anvendes til at beskytte metal, hvilket får metalmaterialerne til at gå ind i en termodynamisk stabil tilstand.

PDMS besidder fremragende trykmodstandsevne. I denne nye TENG blev PDMS-svampen modificeret af polydopamin og Ti₃ C₂ nanoark, hvis output blev øget med 236 % sammenlignet med før forbedringen. Derudover forlænger polydopamin væsentligt levetiden for Ti₃ C₂ .

Den forbedrede PDMS-svamp kunne modstå hundredvis af køretøjspassager uden deformation. Den foreslåede TENG baseret på den kunne således bruges til at overvåge bølgegraden i det simulerende bølgemiljø, hvilket afspejler bølgegraden efter output. Desuden blev der designet en relativ monitorsoftware.

"Vi har prøvet adskillige lamelpartikler som offerskabeloner for den forbedrede PDMS-svamp og K₂ HPO₄ var mest velegnet til den 3D-sammenkoblede struktur. Den forberedte fleksible, men stærke svamp kan høste energi og fungere som en kraftsensor," sagde Dr. Xu Hui, førsteforfatter af undersøgelsen.

"Vi tror på, at grønne og miljøvenlige TENG-beskyttelsesteknologier virkelig kan anvendes i havet," tilføjede prof. Wang, tilsvarende forfatter til undersøgelsen.

Flere oplysninger: Hui Xu et al, fleksibel svampebaseret nanogenerator til energihøst fra land- og vandtransport, Avancerede funktionelle materialer (2023). DOI:10.1002/adfm.202304723

Journaloplysninger: Avancerede funktionelle materialer

Leveret af Chinese Academy of Sciences