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            程綱教授課題組在Nano Energy和Advanced Functional Materials上發表系列研究成果

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            自驅動CO2氣敏傳感器的結構實驗圖和工作原理示意圖

            基於TENG-UDS的無源高效電源管理電路的結構示意圖及其輸出特性

            我校特種功能材料教育部重點實驗室程綱教授課題組一直從事摩擦納米發電機自驅動傳感方面的研究,近日取得瞭一系列研究進展,相關成果在國際著名期刊Nano Energy(IF=13.120)和Advanced Functional Materials(IF=13.325)上發表。

            近年來,摩擦納米發電機(TENG)成為將機械能轉化為電能的新技術,並在能量采集、自驅動傳感器等諸多領域展現出廣闊的應用前景。然而,TENG具有輸出阻抗高、阻抗適配范圍窄的問題,限制瞭其應用。2013年,程綱課題組基於觸發開關發展瞭脈沖式TENG,成功解決瞭TENG的阻抗匹配問題。此後,程綱課題組發展瞭多種工作模式的脈沖TENG,為TENG的高效能量采集和自驅動傳感提供瞭方法。通過前期研究,在ACS Nano、Nano Energy、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.等國際著名刊物上發表論文十餘篇。

            程綱課題組利用脈沖TENG引起的氣體放電對CO2的高敏感性,發展瞭一種新型的自驅動CO2氣敏傳感器。該工作為開發CO2氣敏傳感器提供瞭新的方法,在發展面向物聯網的自驅動氣敏傳感網絡中具有潛在的應用。該工作“The self-powered CO2 gas sensor based on gas discharge induced by triboelectric nanogenerator”在國際著名刊物Nano Energy(2018, 53, 898-905)上發表。河南大學碩士研究生趙珂和青年教師顧廣欽博士是該論文的共同第一作者,河南大學程綱教授和杜祖亮教授是論文的共同通訊作者。

            網址鏈接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285518307018

            另外,在單極性脈沖TENG的基礎上,程綱課題組設計瞭由電感、二極管和儲能電容等簡單原件組成的無源電源管理電路,能量存儲效率可以達到48.0%,有望在TENG的自驅動傳感系統中發揮重要作用。該工作“High energy storage efficiency triboelectric nanogenerator with unidirectional switch and passive power management circuit”在國際著名期刊Advanced Functional Materials(2018, 1805216)上發表。河南大學碩士研究生秦懷方是該論文的第一作者,河南大學程綱教授、香港中文大學訾雲龍博士、佐治亞理工學院王中林院士是論文的共同通訊作者。

            網址鏈接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201805216

            以上研究工作受到國傢自然科學基金委優秀青年科學基金、教育部創新團隊、河南大學傑出青年培育基金、河南大學特區人才支持計劃等經費的資助。