Nanogeradores Triboelétricos: Novos dispositivos para Energy Harvesting
Dispositivos nanogeradores
triboelétricos quando submetidos a esforço
mecânico, geram cargas de polaridades opostas
nas suas superfícies criando um potencial
elétrico entre eles, transduzindo energia
mecânica em energia elétrica. Este trabalho
tem como objetivo discutir a influência dos
diferentes materiais na obtenção de dispositivos
triboelétricos de melhor desempenho. A
escolha dos materiais dielétricos para a
construção dos nanogeradores triboelétricos é
de fundamental importância para potencializar
o seu desempenho. Para atingir o objetivo
proposto, um sistema de testes foi elaborado
e construído visando analisar a resposta de
dispositivos nanogeradores triboelétricos,
fabricados com combinações de diferentes
materiais dielétricos. As melhores respostas
para densidade de potência gerada foram
obtidas, quando as amostras foram estimuladas
em frequências no intervalo entre 30 Hz a 60 Hz,
sendo que a maioria das amostras apresentou
melhor resposta na frequência de 40 Hz. Os
resultados são muito promissores uma vez que
existem diversos ambientes que apresentam
vibrações mecânicas nessa faixa de frequência,
o que possibilitaria alimentar sistemas de baixa
potência, como sensores, com a extração da
energia mecânica disponível no ambiente.
Combinações interessantes de filmes finos
comerciais para a construção de nanogeradores
triboelétricos foram identificadas, sendo o
dispositivo de melhor desempenho construído
a partir de um filme fino de poliamida com
fita de alumínio. Esse dispositivo, gerou uma
densidade de potência em torno de 3,5 μW/cm2
para uma carga de 10 MΩ.
Nanogeradores Triboelétricos: Novos dispositivos para Energy Harvesting
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DOI: 10.22533/at.ed.30919160417
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Palavras-chave: Energy harvesting, nanogeradores, série triboelétrica, materiais dielétricos.
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Keywords: Energy harvesting, nanogenerators, triboelectric series, dielectric materials.
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Abstract:
Triboelectric nanogenerator devices when submitted to mechanical effort
generate charges of opposite polarity on their surfaces creating an electric potential
between them, transducing mechanical energy into electrical energy. The objective
of this work is to discuss the influence of the different materials in obtaining better
performance triboelectric devices. The choice of dielectric materials for the construction
of triboelectric nanogenerators is of fundamental importance in order to enhance
their performance. To achieve the proposed objective, a test system was developed
and constructed to analyze the response of triboelectric nanogenerator devices,
manufactured with combinations of different dielectric materials. The best responses
for generated power density were obtained when the samples were stimulated at
frequencies on the range of 30 Hz to 60 Hz, and the majority of samples presented
better response at the 40 Hz frequency. The results are very promising since there
are several environments that present mechanical vibrations in this frequency range,
which would allow feeding low power systems, such as sensors, with the extraction of
mechanical energy available in the environment. Interesting combinations of commercial
thin films for the construction of triboelectric nanogenerators have been identified; the
best performance device constructed was with a thin film of polyamide with aluminum
tape. This device generated a power density around 3.5 μW / cm2 for a load of 10 MΩ.
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Número de páginas: 15
- Pei Jen Shieh
- Talita Mazon
- Natanael Lopes Dias
- Antônio Carlos Camargo do Amaral
- Nilsa Azana