Transcript Triboelectric nanogenerator

‫سمینار کوانتوم الکترونیک‬
‫عنوان سمینار‪:‬‬
‫فهرست‬
‫ مقدمه‬
 Piezoelectric nanogenerator
 Triboelectric nanogenerator
 Pyroelectric nanogenerator
 Hybrid cells for concurrently harvesting multi-type energies
 Applications
1/12
‫مقدمه‬
‫نانو ژنراتور‬
‫‪ -‬تکنولوژی با ابعاد کوچک برای تبدیل انرژی مکانیکی و گرمایی به الکتریسیته‬
‫انواع نانو ژنراتورها‬
‫•‬
‫پیزوالکتریک نانو ژنراتور‬
‫•‬
‫تریبوالکتریک نانو ژنراتور‬
‫•‬
‫پایروالکتریک نانو ژنراتور‬
‫‪2/12‬‬
‫‪Piezoelectric nanogenerator‬‬
‫ برای تبدیل انرژی جنبش ی به انرژی الکتریکی با استفاده از مواد پیزو‬‫الکتریک‬
‫ برای اولین بار در سال ‪ 2006‬بر اساس اکسید روی (‪)ZnO‬‬‫ موادی که با اعمال نیروی خارجی‪ ،‬دوقطبیهایش تحریک شده و میدان‬‫الکتریکی ایجاد می کند‪.‬‬
‫‪3/12‬‬
‫‪Piezoelectric nanogenerator‬‬
‫طریقه ی عملکرد‬
‫براساس نیروی عمود بر محور نانو سیم‬
‫براساس نیروی موازی بر محور نانو سیم‬
‫• براساس نیروی عمود بر محور نانوسیم‬
‫‪4/12‬‬
‫‪Piezoelectric nanogenerator‬‬
‫• براساس نیروی موازی بر محور نانوسیم‬
‫• اهمیت کانتکت الکتریکی‬
‫شکل گیری کانتکت شاتکی‬
‫الکترونگاتیوی کمتر از تابع کار فلز‬
‫‪Ea (ZnO) = 4.5‬‬
‫)‪Pt (φ=6.1eV‬‬
‫‪5/12‬‬
Piezoelectric nanogenerator
‫پیکربندی هندس ی‬
• Vertical nanowire Integrated Nanogenerator (VING)
• Lateral nanowire Integrated Nanogenerator (LING)
• Nanocomposite Electrical Generators (NEG)
VING ‫• جریان خروجی باال در پیکربندی‬
LING ‫• ولتاژ خروجی باال در پیکربندی‬
6/12
‫‪Triboelectric nanogenerator‬‬
‫ برای تبدیل انرژی جنبش ی به انرژی الکتریکی با استفاده از مواد تریبو‬‫الکتریک‬
‫ برای اولین بار در سال ‪2012‬‬‫ موادی که با نزدیک شدن به یک دیگر یا با تماس و یا سایش دارای بار‬‫الکتریکی می شوند‬
‫‪7/12‬‬
‫‪Triboelectric nanogenerator‬‬
‫حالت های عمومی و طریقه عملکرد‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫حالت تماس عمودی و جداسازی‬
‫حالت سایش افقی‬
‫حالت تک الکترودی‬
‫‪8/12‬‬
‫‪Pyroelectric nanogenerator‬‬
‫ برای تبدیل انرژی گرمایی به انرژی الکتریکی با استفاده از مواد پایرو‬‫الکتریک‬
‫ برای اولین بار در سال ‪2012‬‬‫ موادی که با تغییر دما در انها بار الکتریکی ایجاد می شود‪.‬‬‫‪ -‬اختالف دما بین دو سطح یک ماده باعث جاری شدن بارهای ازاد می شود‬
‫‪9/12‬‬
‫‪Pyroelectric nanogenerator‬‬
‫طریقه ی عملکرد‬
‫اثر اولیه پایروالکتریک‬
‫اثر ثانویه پایروالکتریک‬
‫اثر اولیه بیشتر در مواد فرومغناطیس وجود دارد که بدون‬
‫اعمال شرایط خاصی همیشه در ماده یک میدان مغناطیسی‬
‫وجود دارد‪.‬‬
‫اثر ثانویه در موادی وجود دارد که با اعمال فشار دارای‬
‫جهت گیری میدان مغناطیسی می شوند مانند مواد پیزو‬
‫الکتریک‪ .‬این اثر میتواند مانند فشار در این مواد یک‬
‫پتانسیل القاء کند‪.‬‬
‫‪10/12‬‬
Hybrid cells for concurrently harvesting
multi-type energies
11/12
Applications
 Piezoelectric nanogenerator
Self-powered nano/micro devices
Smart Wearable Systems
Implantable Telemetric Energy Receiver
 Triboelectric nanogenerator
Harvesting vibration energy
Harvesting energy from human body motion
Self-powered active strain/force sensors
 Pyroelectric nanogenerator
Self-powered temperature sensors
12/12