碳纳米管导电通路对压电纳米发电机性能的影响

为获得高性能压电纳米发电机,提出了在纳米纤维基压电纳米发电机中构筑导电通路的策略,以提高其电荷传输能力.首先,通过静电纺丝技术和煅烧工艺制备钛酸钡(BaTiO3)纳米纤维,并研究纺丝条件和煅烧工艺对其形貌和结构的影响;其次,通过物理浸泡的方式掺杂不同浓度的多壁碳纳米管(MWCNT),与聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合获得柔性压电纳米发电机,探讨MWCNT的含量对压电纳米发电机输出性能的影响.结果表明:纺丝液质量分数为42%、挤出速率为 1 mL/h、煅烧温度为 1 000℃、升温速率为2℃/min时,获得形貌结构和结晶性良好的BaTiO3 纳米纤维膜;MWCNT质量分数为3%时,压电纳米发电机的综合性能最佳,开路电压和短路电流分别高达23V和 2.6 μA,较纯BaTiO3 基压电纳米发电机性能提高4倍.本研究为设计和制备高性能压电纳米发电机提供了新的思路.