O impacto intrínseco da constante dielétrica na geração de saída de nanogeradores triboelétricos

Os Nanogeradores Triboelétricos (TENG), que convertem energia mecânica em pulsos elétricos, são considerados como uma solução para a captura de energia no futuro e aplicações de sensores autônomos nos setores vestíveis e da IoT. Embora a otimização da maioria dos parâmetros relacionados aos TENG seja bem compreendida, o impacto da constante dielétrica, que é fundamental para a geração de sua saída, ainda é um tópico muito debatido. O impacto intrínseco da constante dielétrica no desempenho dos TENG é extremamente difícil de avaliar experimentalmente, já que está intimamente associado a outros parâmetros, como a densidade de carga de superfície, que podem alterar as saídas dos TENG. Neste estudo, pela primeira vez, apresentamos uma pesquisa para caracterizar totalmente o impacto intrínseco da constante dielétrica nas saídas dos TENG. Primeiro, métodos teóricos são utilizados para investigar as saídas dos TENG em relação ao aumento da constante dielétrica. Uma nova técnica experimental é introduzida usando uma matriz de materiais de preenchimento líquido, fornecendo um caminho único para ajustar sistematicamente a constante dielétrica sem impactar outros parâmetros dos TENG. Este estudo, pela primeira vez, revela o comportamento dependente da carga da geração de saída dos TENG em relação ao aumento da constante dielétrica, juntamente com várias outras tendências de saída previamente não relatadas. Ao ajustar a constante dielétrica, demonstramos incrementos de até 122% (teórico) e 28% (experimental) na potência de saída dos TENG, abrindo caminho para uma melhor otimização dos TENG.