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可收回废物衍生TENG用于机械-电化学剥离自供电组成无缺点石墨烯

来源:爱游戏网页登录入口    发布时间:2024-03-10 18:06:58

主要结构

  不行降解的塑料抛弃物关于环境与公共健康造成了巨大的要挟,因而怎么对这类抛弃物进行资源化使用是一个明显的应战。因为可用于冲突电资料的选择对象很多,这其间便包括聚合物基资料,因而将此类废物收回并开发成冲突纳米发电机(TENG)是一种有潜力的解决方案。已有很多前人的作业将抛弃的口罩、聚酯薄膜、清洁海绵、塑胶袋、试验室废物、塑料瓶等收回并开发成TENG,但根据PVC的研讨还没有报道。

  电化学剥离技能因为其易操作、本钱低价、污染少、可控以及高效等长处,在资料提取方面引起了极大的爱好。当施加电势时,电化学剥离效果可将阳离子或阴离子从电解质嵌入资料的夹层。因为石墨烯作为一种性质别致的资料招引了很多研讨者,已有很多研讨经过电化学剥离从大块石墨组成石墨烯。可是,一切这一些办法都需求外部电源做相关操作。TENG可认为传感器、药物运送设备和小型电子设备供电,但它还没有被用于为任何一种组成技能供电。因而,使用TENG为电化学剥离供能,可以探究自供电组成技能的新方向。

  图1.(a) W-TENG逐渐制备示意图;和(b)石墨烯的机械电化学剥离辅佐组成的设备示意图。

  图2.(a) SEM图画和(b)巧克力包装物的SEM图画的扩大图;(c) SEM图画和(d)废塑料横幅的SEM图画的扩大图;(e) 巧克力包装和废塑料横幅的XRD图谱;以及(f)巧克力包装物和废塑料横幅的FTIR光谱。

  图3. W-TENG的输出(a)开路电压(Voc)和(b)短路电流(Isc);W-TENG经过改变的均匀电压和电流,(c)有用面积,W-TENG的输出(d)力;PTNG在照明条件下不同负载电阻下的输出(e)均匀电压和电流,以及(f)功率密度。

  图5.(a) 机械电化学剥离试验设备的实物图,包括缝纫机的W-TENG和根据石墨片的电极和酸性电解质的电化学设备;(b) 烧杯的扩大图画,其间包括电化学设置;(c) 石墨和石墨烯的XRD图谱;(d) 石墨烯的拉曼光谱(e)石墨烯的SEM图画;(f) 石墨烯的高分辨率SEM图画;和(g)石墨的TEM图画。

  图6.(a)单个石墨烯片和(b)堆叠在一起的石墨烯纳米片的TEM图画;(c) 石墨烯纳米片的大面积HRTEM(刺进:SAED图画),具有两个激起区和原子间间隔。

  本文制备了一种根据废物的绿色冲突纳米发电机(W-TENG),该发电机用于从石墨片组成石墨烯的机械电化学剥离进程的新使用。W-TENG由PVC塑料作为冲突负层和Al包装作为冲突正层组成。所制备的W-TENG完成了35 V 的开路电压和 0.4µA的短路电流的输出。此外,W-TENG的功率密度为0.027 W/m2,外部电阻负载为45 MΩ。W-TENG被展现用于一种从石墨片上机械电化学剥离获取石墨烯的使用,其间高导电酸性溶液被用作剥离介质。因为现在在新资料探究范畴火急地需求节能组成技能,这项作业为将抛弃塑料废物从头使用为可行的机械能量采集器供给了一种很有出路的办法,为石墨的机械电化学剥离供给动力。除了石墨烯,还可以终究靠这儿展现的战略组成其他几种2D资料,然后缓解与动力功率低的组成技能相关的应战。

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