ساخت و مشخصه‌یابی نانوژنراتور انعطاف‌پذیر با استفاده از پدیده الکترووتینگ معکوس

برداشت انرژی‌های تلف‌شونده محیطی، به‌منظور تغذیه سنسورها و مدارها درشبکه‌های بی‌سیم مورد توجه بسیاری از محققان قرار دارد. کار حاضر به طراحی و ساخت نوعی برداشت‌کننده انرژی برای تولید انرژی الکتریکی به روش الکترووتینگ معکوس می‌پردازد. عملکرد این نانوژنراتور در اثر حرکات مکانیکی با فرکانس‌های متفاوت در مقادیر مختلفی از ولتاژ بایاس و بار خارجی اندازه‌گیری و مورد مطالعه قرار گرفته است. برای ساخت نانوژنراتور از آب مقطر بعنوان مایع دوقطبی محصور بین دو الکترود استفاده شد. پلیمر پلی دی متیل سیلوکسان که دارای آب‌گریزی و انعطاف‌پذیری خیلی خوبی می‌باشد، بعنوان لایه دی‌الکتریک در نظر گرفته شد. نشان داده شده است که افزایش فرکانس نیروی اعمالی تا حدی می‌تواند باعث افزایش جریان و توان خروجی شود که خازن به‌طور کامل تخلیه نشود. ملاحظه می‌گردد که توان خروجی با افزایش مقاومت بار خارجی زیاد می‌شود. این رفتار تا جایی ادامه می‌یابد که مقدار بار با مقاومت درونی نانوژنراتور برابر بوده و امپدانس سازگار اتفاق بیفتد. نتایح نشان می دهد که نانوژنراتور ساخته شده قادر به تولید چگالی توان 1.08 وات بر متر مربع از نوسانات مکانیکی با فرکانس یک هرتز با استفاده ازقطره آب به حجم یک میکرولیتری محصور شده در میان صفحات خازنی و باردار شده با ولتاژ 7 ولت می‌باشد.

fabrication and characterization of a flexible nanogenerator using reverse electrowetting concept

many researchers are interested in powering sensors and electrical circuits in wireless networks through energy harvesting from environmental waste energies. in this study, a flexible nanogenerator is designed and fabricated based on the reverse electrowetting concept. the performance of the nanogenerator has been investigated in different conditions including various bias voltage, different excitation frequency, and several external loads. the nanogenerator comprises of water droplets, as a strong dipole fluid, and two dielectric layers; polymethylsiloxane polymer. the latter has good hydrophobicity and flexibility. these two dielectric layers are formed on the surface of copper electrodes by using a spin coater. it is shown that increasing the excitation frequency augments the generated power to some extent that the capacitor is not fully discharged. the nanogenerator power output increases with the external load up to equality between the external load and the nanogenerator’s internal resistance. the results show that the fabricated nanogenerator can generate a power density equal to 1.08 w/m2 using 1 ml water droplet, 7v bias voltage, and an excitation frequency of 1 hz.