Nanogenerador híbrido basado en fibra 3D para recolección de energía y como sensor de presión autoalimentado

En los últimos años, los científicos han demostrado que el desarrollo de un traje de poder ya no es un sueño al integrar el nanogenerador piezoeléctrico (PENG) o el nanogenerador triboeléctrico (TENG) con tela de fibra de carbono comercial. Sin embargo, todavía no existe un diseño que aplique esos dos tipos de NG juntos para recolectar la energía mecánica de manera más eficiente. En este documento, mostramos un nanogenerador híbrido basado en fibra (FBHNG) compuesto de TENG y PENG para recolectar la energía mecánica del entorno. El FBHNG es tridimensional y puede cosechar energía de todas las direcciones. El TENG está posicionado en el núcleo y cubierto con PENG como una estructura coaxial de núcleo/cáscara. El diseño del PENG aquí no solo mejora la eficiencia de recolección de energía mecánica mediante una sola fibra de carbono, sino que también genera salida eléctrica cuando el TENG no está funcionando. También mostramos el potencial de que el FBHNG puede ser tejido en una tela inteligente para recolectar la energía mecánica de los movimientos humanos y actuar como un sensor de deformación autoalimentado. La densidad de potencia de salida instantánea del TENG y el PENG puede alcanzar 42.6 y 10.2 mW/m(2), respectivamente. Y la salida rectificada del FBHNG se ha aplicado para cargar el condensador comercial y accionar diodos emisores de luz, que también están diseñados como un sistema de alerta autoalimentado.