对可持续能源为物联网设备等小型电子设备供电的需求促使人们探索创新解决方案，例如使用压电纳米发电机(PENG)收集声能。声能收集利用环境噪声，通过压电效应将其转化为电能，其中某些材料响应机械应力或振动而产生电荷。
这篇综述文章对PENG技术的进步进行了全面分析，强调了它们在声能收集中的作用。首先讨论压电的基本原理以及纳米发电机优化声波能量捕获的设计注意事项。讨论包括对各种压电材料的详细检查，例如聚偏二氟乙烯(PVDF)、锆钛酸铅(PZT)和氧化锌(ZnO)纳米线，这些材料以其优异的压电性能而闻名。
本综述的一个重要方面是探索可提高PENG效率的创新结构设计和共振装置。深入研究了使用亥姆霍兹谐振器、四分之一波长管和悬臂梁的机制和优点，它们有助于放大声信号和提高能量转换率。
综述讨论了PENG在各个领域的实际应用。环境监测系统、可穿戴电子产品和医疗设备将从PENG提供的持续且可持续的电力中受益匪浅。这些应用可以通过利用环境声能来减少对电池的依赖并最大限度地减少维护，从而实现更高效、更持久的操作。
尽管PENG潜力巨大，但仍然存在一些挑战，包括材料降解、效率限制以及将这些设备集成到现有技术框架中。本综述详细讨论了这些障碍，并提出了提高PENG系统寿命和性能的潜在解决方案。材料科学和工程的创新对于克服这些障碍并充分发挥声能收集的潜力至关重要。
使用压电纳米发电机(PENG)收集声能
基于PVDF的声压电纳米发电机的设计和性能
探索基于材料的声压电纳米发电机：设计和性能评估
声压电纳米发电机中高效能量收集的创新结构
利用压电纳米发电机的悬臂结构来增强声能收集性能
声压电纳米发电机的应用
Jean, F., Khan, M.U., Alazzam, A. et al. Advancement in piezoelectric nanogenerators for acoustic energy harvesting. Microsyst Nanoeng 10, 197 (2024). https://doi.org/10.1038/s41378-024-00811-4
欢迎投稿最新科研成果，对于具有创新性和转化价值的研究成果，我们期待以访谈形式报道。
本公众号免费为科研机构及课题组发布招聘信息，请添加下方微信发送招聘文档。
欢迎添加下方微信备注研究方向加入超声交流群！
