Pāriet uz galveno navigāciju Pāriet uz meklēšanu Pāriet uz galveno saturu

High Performance Triboelectric Nanogenerators from Compostable Cellulose-Biodegradable Poly(Butylene Succinate) Composites

  • Linards Lapčinskis
  • , Līva Ģērmane
  • , Oskars Platnieks
  • , Artis Krikovs
  • , Sergejs Gaidukovs
  • , Kaspars Pudžs
  • , Artis Linarts
  • , Peter C. Sherrell*
  • , Andris Šutka*
  • *Šī darba korespondējošais autors
  • Riga Technical University
  • Royal Melbourne Institute of Technology University
  • School of Chemical and Biomedical Engineering

Zinātniskās darbības rezultāts: Devums žurnālamZinātniskais raksts (žurnālā)koleģiāli recenzēts

11 Atsauces (Scopus)

Kopsavilkums

Triboelectric nanogenerator (TENG) devices are exemplar systems for mechanical-to-electrical energy conversion due to their simplicity and promising performance. However, little attention has been paid to recycling or reusing TENG devices. Indeed, most TENG devices are based on non-biodegradable polymers, and thus end up in a landfill. Developing biodegradable triboelectric materials is crucial to mitigate negative environmental impacts from their growing use, however, it is challenging to identify such a materials that generate an applicable charge. Herein, such a biodegradable polymer triboelectric pair is demonstrated, by combining poly(butylene succinate) (PBS) films with microcrystalline cellulose (MCC) filler. A power density of 143 mW m−2 and a charge density of 1.36 nC cm−2 is measured when contacting pristine PBS with 70 wt% MCC/PBS composite film, which is comparable to polydimethylsiloxane-based TENGs under identical testing conditions. These devices are shown to degrade via composting at 58 °C over 70 days, enabling long-term (>10 000 cycle) performance and degradation upon disposal. It is suggested that this approach can be extended to control triboelectric properties for other biodegradable polymers. The technology and concepts developed herein directly address the United Nations Sustainable Development Goals for Responsible Consumption & Production and Affordable and Clean Energy.

OriģinālvalodaAngļu
Raksta numurs2300280
Lapas (no-līdz)1-14
ŽurnālsAdvanced Sustainable Systems
Sējums7
Izdevuma numurs12
DOIs
Publikācijas statussPublicēts - dec. 2023

ANO IAM

Šis izpildes rezultāts palīdz sasniegt šādus ANO ilgtspējīgas attīstības mērķus (IAM)

  1. 7. IAM — Tīra Enerģija par Pieejamu Cenu
    7. IAM — Tīra Enerģija par Pieejamu Cenu
  2. 8. IAM — Pienācīgas Kvalitātes Nodarbinātība un Ekonomikas Izaugsme
    8. IAM — Pienācīgas Kvalitātes Nodarbinātība un Ekonomikas Izaugsme
  3. 12. IAM — Atbildīgs Patēriņš un Ražošana
    12. IAM — Atbildīgs Patēriņš un Ražošana

OECD Zinātnes nozare

  • 1.5 Zemes zinātnes, fiziskā ģeogrāfija un vides zinātnes

Nospiedums

Uzziniet vairāk par pētniecības tēmām “High Performance Triboelectric Nanogenerators from Compostable Cellulose-Biodegradable Poly(Butylene Succinate) Composites”. Kopā tie veido unikālu nospiedumu.

Citēt šo