ساخت و مشخصه يابي نانوژنراتور تمام پليمري با استفاده از اثر الكترووتينگ معكوس

فاقد عنوان لاتين

برداشت انرژي پاك از انرژي هاي تلف شونده محيطي، در ابعاد كوچك، بمنظور تغذيه سنسورها و مدارها درشبكه هاي بي سيم و در ابعاد بزرگ، براي تامين انرژي خانگي، مورد توجه بسياري از محققان قرار دارد. كار حاضر به طراحي و ساخت نوعي برداشت كننده انرژي براي توليد انرژي الكتريكي به روش الكترووتينگ معكوس مي پردازد. براي بررسي عملكرد اين نانوژنراتور، جريان و در نتيجه توان خروجي از نانوژنراتور، در نتيجه اعمال ضربات مكانيكي با فركانس 1 هرتز و اعمال ولتاژ، اندازه گيري و مورد مطالعه قرار مي گيرد. ساخت نانوژنراتور با ساخت قالب، لايه نشاني چرخشي پليمر و چند مرحله پخت انجام گرفت. براي داشتن اثر الكترووتينگ، از آب مقطر بعنوان مايع دوقطبي قوي، محصور بين دو الكترود استفاده شد. همچنين، پليمر پلي دي متيل سيلوكسان (PDMS) كه داراي آبگريزي و انعطاف پذيري خيلي خوبي مي باشد، بهمراه فاصله هوايي، بعنوان دي الكتريك در نظر گرفته شد. نتايج مشخصه يابي نشان داد كه نانو ژنراتور ساخته شده در اين كار، با اعمال نيروي مكانيكي و ولتاژ مستقيم 7 ولت، توانايي توليد جريان 40 ميكرو آمپر را داشته و در نتيجه داراي توان خروجي 1/08 وات بر مترمربع مي باشد.

Clean energy harvesting from environmental waste energies, in small scales, for powering of sensors and electrical circuits in wireless networks, and in higher scales, for providing the domestic energy needs, is interested by many researchers. In this work, design and fabrication of a nanogenerator, using reverse electrowetting concept is presented. The performance of the nanogenerator is investigated by measuring the electrical current and the output power of the nanogenerator, when a mechanical force with frequency of 1 Hz and a DC bias voltage are applied on the device. Mold fabrication, spin casting of polymer, and the multi-step baking are considered for device manufacture. For employing the electrowetting effect, distilled water droplet as a strong dipole fluid was trapped in an enclosure between two electrodes. Polymethylsiloxane (PDMS) polymer, which has a good hydrophobicity and flexibility, was considered as dielectric. Characterization results showed that the nanogenerator, with applying the mechanical force and employing a bias voltage of 7 V, generates a current of 40 μA and thus has an output power about 1/08 W/m2.