Amélioration considérable de la robustesse et de la durabilité des nanogénérateurs triboélectriques grâce à la transition automatique entre les états de travail en contact et hors contact

Bien qu'un nanogénérateur triboélectrique (TENG) ait été développé comme une approche efficace pour récolter de l'énergie mécanique, sa robustesse et sa durabilité doivent encore être améliorées par une méthode efficace et largement applicable. Ici, nous présentons une méthodologie de conception rationnelle visant à réaliser une amélioration significative de la stabilité à long terme des TENG grâce à une transition automatique entre les états de travail en contact et hors contact. Cela est réalisé en créant structurellement deux forces opposées dans la partie mobile du TENG, où la force d’éloignement est contrôlée par des mouvements mécaniques externes. De cette manière, les TENG peuvent fonctionner dans l'état hors contact avec une usure de surface minimale et également passer de manière intermittente à l'état de contact pour maintenir une densité de charge triboélectrique élevée. Un TENG basé sur un disque à propulsion éolienne et un TENG basé sur un baril rotatif, qui peuvent réaliser une transition automatique d'état sous différentes vitesses de vent et de rotation, respectivement, ont été démontrés comme deux exemples, dans lesquels leur robustesse a été considérablement améliorée grâce à cette transition automatique. Cette méthodologie élargira davantage l'application pratique des TENG pour une utilisation à long terme et pour la récolte d'énergies mécaniques avec des intensités fluctuantes.