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基于摩擦納米發(fā)電機(jī)(TENG)構(gòu)建的自驅(qū)動電化學(xué)系統(tǒng)在電化學(xué)領(lǐng)域不斷地有新突破,并且展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景
河南師范大學(xué)高書燕教授團(tuán)隊引入了3D打印技術(shù)來解決TENG器件的制作問題。將3D打印的柔性多層摩擦納米發(fā)電機(jī)(PFM-TENG)與N摻雜多孔碳材料作為EF陰極催化劑進(jìn)行深度結(jié)合
,構(gòu)建了一種新型自供電EF降解系統(tǒng)。該P(yáng)FM-TENG具有簡單的多層結(jié)構(gòu),但具有較高的輸出特性,Voc、Isc、Qtr、Pdendity分別為450.0 V、1.9 mA、2.9 μC和5.1 W m-2。(a) PFM-TENG基本結(jié)構(gòu)和制作過程;(b) 自然狀態(tài)下組裝的PFM-TENG的實物圖
; (c) 壓縮和輕微扭曲的狀態(tài)下的實物圖;(d) PFM-TENG工作機(jī)理示意圖 圖1 PFM-TENG的基本結(jié)構(gòu)和制作過程(a) 隨摩擦單元數(shù)量增加的短路電流Isc
;(b) 隨摩擦單元數(shù)量增加的電荷轉(zhuǎn)移量Qtr;(c) 隨摩擦單元數(shù)量增加的開路電壓Voc;(d) 隨著連接負(fù)載的增加,PFM-TENG的輸出功率密度;(e) 變壓后的Voc;(f)由整流器系統(tǒng)處理后的Isc; 圖2 PFW-TENG的輸出性能這項工作通過N摻雜碳催化劑設(shè)計和3D打印摩擦電納米發(fā)電機(jī)的深度融合
,實現(xiàn)了橙IV和結(jié)晶紫的高效降解,這不僅為制備催化活性可控的N摻雜碳催化材料提供了思路,同時也提出了一種創(chuàng)新方案,以自驅(qū)動、數(shù)字化、批量生產(chǎn)、分布式和環(huán)保的方式布局面向未來的EF降解系統(tǒng),甚至其他電化學(xué)系統(tǒng)。