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失去電子的材料表面帶正電荷。當(dāng)兩種材料相互分離時(shí),相反的電荷會(huì)在材料表面之間產(chǎn)生電場(chǎng),從而在兩種材料背面的電之間形成電勢(shì)差,驅(qū)動(dòng)電子經(jīng)外部電路從一個(gè)電流向另一個(gè)電,產(chǎn)生電能輸出。
發(fā)電的原理來(lái)自于麥克斯韋位移電流,其中項(xiàng)是變化的電場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流,即電磁波存在的理論基礎(chǔ);第二項(xiàng)是由于表面的靜電荷產(chǎn)生的化場(chǎng)引起的電流,即發(fā)電機(jī)的理論基礎(chǔ)。
TENG自發(fā)明以來(lái),經(jīng)歷了快速地發(fā)展,目前TENG技術(shù)發(fā)展的研究主要集中在通過(guò)增加表面等效電荷來(lái)提高輸出功率方面。為了達(dá)到增加表面電荷的效果,當(dāng)前的方案主要依靠以下幾個(gè)方面:
(1)合理的材料選擇,通過(guò)選擇電序表中分別位于正頂端的材料與負(fù)
頂端的材料,增加接觸時(shí)相應(yīng)的轉(zhuǎn)移電荷量。
(2)材料的表面修飾,增加產(chǎn)生的電荷量,包括通過(guò)微納工藝在材料表面形成微結(jié)構(gòu),提高接觸時(shí)的有效接觸面積;通過(guò)化學(xué)方法使得材料表面功能化,改變材料的表面電勢(shì);在材料中引入材料,如線,顆粒等,改變材料局部的接觸特。
(3)通過(guò)離子注入或使用化的壓電材料改變材料表面電勢(shì)。
(4)運(yùn)用多種發(fā)電機(jī)的復(fù)合結(jié)構(gòu),如壓電/復(fù)合發(fā)電機(jī),太陽(yáng)能/復(fù)合發(fā)電機(jī),電磁/復(fù)合發(fā)電機(jī)等。
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