Recycelter Polystyrolabfall zu triboelektrischen Nanogeneratoren: Volumetrisch elektromechanisch responsive Laminaten aus der gleichen Materialkontakt-Elektrifizierung

Jährlich werden Millionen Tonnen Polystyrol (PS) produziert, von denen nur schätzungsweise 12 % recycelt werden. Hier wird das Upcycling von expandiertem oder geschäumtem PS-Abfall in elektromechanisch responsive triboelektrische Laminaten (TLs) beschrieben. Diese TLs besitzen interne triboelektrische Dipole, die eine Alternative zu ferroelektrischen Fluorpolymeren bieten, und sind, wenn sie zu triboelektrischen Nanogeneratoren (TENGs) verarbeitet werden, in der Lage, über 200 V und 12 μA aus Bewegung zu erzeugen. Diese Energieernte wird durch das Elektrospinnen von wechselnden Schichten aus kleinen und großen Durchmesser-PS-Fasern ermöglicht, die bei Reibung ein effektives Dipolmoment innerhalb des TLs etablieren. Der PS-TENG zeigt bemerkenswerte Stabilität und kann einen 0,47 μF Kondensator in 200 s Vibration aus der gleichen Materialkontakt-Elektrifizierung auf 15 V aufladen, wobei Tests im Piezoelektrik-Kontaktmodus zeigen, dass ein einzelnes PS-Laminat mit modernsten piezoelektrischen Fluorpolymeren hinsichtlich der gesamten elektro-mechanischen Umwandlung vergleichbar ist.