中央大学研究人员利用多功能防毒面具为传感器注入生命
随着物联网(IoT)时代的到来，设备已经学会了通信和交换数据。这是通过安装在物理对象，机器和设备中的传感器来实现的，这些传感器可以检测事件的变化。然而，需要为这些传感器持续提供能量是一项挑战。电池体积庞大，价格昂贵，不环保，需要不断更换或充电。
因此，需要可持续和可再生能源来取代电池。摩擦电纳米发电机(TENG)就是这样一种装置。简而言之，TENG将机械能转化为电能。它们的高能效、与现成材料的兼容性以及低成本使它们成为为传感器供电的有前途的候选者。
不幸的是，电流TENG受到低输出电流的限制。但是，增加输出电流需要更大的设备，因此无法在小型设备中实现。有没有办法解决这种权衡?
幸运的是，由韩国中安大学的李相民副教授领导的一个研究小组现在已经解决了这个问题。“我们的实验室对高功率TENG设计和基于TENG的自供电传感器感兴趣。我们试图解决当前TENG的局限性，以便它们可以用于在实践中实现便携式电源，“李博士说，解释了他发表在《先进能源材料》上的这项研究背后的动机。该研究将刊登在下一期的封面上。
该团队开发了一种称为“吸入驱动的垂直颤振TENG”(IVF-TENG)的新装置，其表现出放大的电流输出。“呼吸作为连续的机械输入，可用于操作TENG。薄膜颤振TENG是这种呼吸驱动的设备，可以通过利用气流引起的振动引起的颤振现象，从极小的呼吸输入中产生连续的电输出，“Lee博士解释说。
IVF-TENG包括一个铝(Al)入口电极，一个气动弹性电介质片和一个铝出口电极。气动弹性片经受气流引起的垂直颤振行为。这使得拟议的试管婴儿-滕与现有的TENG不同。
该团队研究了IVF-TENG的电气和机械机制，该机制在吸入期间产生连续的高频电压(17 V)和1.84μA的闭路电流，并在每个吸气周期的开始和结束时产生456 V的静电放电电压和288 mA的闭路输出电流。
他们进一步证明，IVF-TENG可以在每次吸入时连续为130个串联LED供电，并联为140个LED供电。此外，它可以为660 μF电容充电，为蓝牙跟踪器供电。这些特性证明了IVF-TENG适用于便携式电子产品和无线数据传输。
此外，研究人员将IVF-TENG集成到防毒面具中，并通过观察输出响应波形来展示其监测用户呼吸模式的能力。此外，它检测到化学战剂，如氯化氰，沙林和甲基膦酸二甲酯，显示出其在紧急情况下使用的潜力。“由于防毒面具广泛用于火灾和化学气体暴露等紧急情况，我们专注于将TENG应用于防毒面具。我们相信IVF-TENG可以在这种情况下用作自供电传感器，“李博士推测。
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