提高输出能量和耐用性对于摩擦纳米发电机（TENG）的实际应用仍然是一个巨大的挑战。由于摩擦起电和静电感应的界面效应，具有较高介电常数的较薄薄膜可产生较高的输出；然而，它们对于实际应用来说并不耐用。

在此，重庆大学Chenguo Hu，Zhengyong Huang通过采用毫米厚的介电薄膜，内部具有多孔网络结构，将介电表面效应转变为体积效应，使得电荷可以在网络的表面状态中跳跃。

文章要点

1）介电薄膜内部的电荷迁移是影响厚膜TENG输出的关键因素，基于此，每个工作阶段都遵循电压-电荷图中的能量最大化原则。

2）1 mm厚度的聚氨酯泡沫薄膜TENG在环境条件下的最大峰值功率密度和平均功率密度分别达到40.9 W m⁻² Hz⁻¹ 和20.7 W m⁻² Hz⁻¹ ，输出电荷密度是具有相同厚度的聚四氟乙烯薄膜TENG的5.14倍。

3）经过 200,000 次操作循环后，旋转模式 TENG 实现了超强耐用性。这项研究确定了 TENG 中使用的厚介电薄膜的物理机制，并为提高 TENG 的输出和耐用性提供了一种新方法。

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Shaoke Fu, et al, Conversion of dielectric surface effect into volume effect for high output energy, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202302954

https://doi.org/10.1002/adma.202302954