Team ontwikkelt nieuwe op spons gebaseerde tribo-elektrische nanogenerator voor corrosiebescherming in transportsystemen

Corrosie veroorzaakt aanzienlijke verliezen voor verschillende industrieën. Kathodische bescherming wordt gebruikt om staal in de maritieme industrie te beschermen. Tribo-elektrische nanogeneratoren (TENG) zetten mechanische energie om in elektriciteit op basis van tribo-elektrificatie en elektrostatische inductie. TENG-kathodische bescherming is in overeenstemming met de eisen van de hedendaagse koolstofarme energiebesparing.

Een onderzoeksteam onder leiding van prof. Wang Xiutong van het Instituut voor Oceanologie van de Chinese Academie van Wetenschappen (IOCAS) heeft een nieuwe TENG gerapporteerd, gemaakt van een zeer elastische en drukbestendige spons, dat wil zeggen een verbeterde polydimethylsiloxaan (PDMS) spons TENG. Het onderzoek is gepubliceerd in Geavanceerde functionele materialen op 3 augustus.

Het kan zich aanpassen aan krachtige schokken in het land- en watertransport, en kan worden uitgebreid tot elke vorm voor het oogsten van golf- en mechanische energie en worden toegepast voor het beschermen van metaal, waardoor de metalen materialen in een thermodynamisch stabiele toestand terechtkomen.

PDMS beschikt over een uitstekend drukbestendig vermogen. In deze nieuwe TENG werd PDMS-spons gemodificeerd door polydopamine en Ti₃C₂ nanosheet, waarvan de output met 236% was toegenomen vergeleken met die vóór verbetering. Bovendien verlengt polydopamine de levensduur van Ti aanzienlijk₃C₂.

De verbeterde PDMS-spons kon honderden voertuigpassages weerstaan ​​zonder vervorming. De daarop gebaseerde voorgestelde TENG zou dus kunnen worden gebruikt om de golfkwaliteit in de gesimuleerde golfomgeving te monitoren, waarbij de golfkwaliteit door de output wordt weerspiegeld. Bovendien werd er een relatieve monitorsoftware ontworpen.

“We hebben verschillende lameldeeltjes geprobeerd als opofferingssjablonen voor de verbeterde PDMS-spons, en K₂HPO₄ was het meest geschikt voor de onderling verbonden 3D-structuur. De voorbereide flexibele maar sterke spons kan energie oogsten en fungeren als krachtsensor”, zegt dr. Xu Hui, eerste auteur van het onderzoek.

“Wij geloven dat groene en milieuvriendelijke TENG-beschermingstechnologieën echt in de zee kunnen worden toegepast”, voegde prof. Wang, corresponderende auteur van het onderzoek, eraan toe.