उन्नत ट्राइबोइलेक्ट्रिक नैनोजेनेटर पॉलीमेरिक सल्फर को टॉक्सिन-फ्री… currenthindi

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उन्नत ट्राइबोइलेक्ट्रिक नैनोजेनेटर पॉलीमेरिक सल्फर को टॉक्सिन-फ्री…

सल्फर कॉपोलीमर और फ्लोरीन युक्त बहुलक यौगिकों का विषाक्त गैस मुक्त संश्लेषण। (ए) उलटा वल्केनाइजेशन द्वारा बहुलक मिश्रणों के संश्लेषण की योजनाबद्ध। (बी) फ्लोरीन युक्त बहुलक थर्मल ऊर्जा द्वारा बहुलक मिश्रण फिल्म की सतह पर स्थानांतरित किया जाता है, जिससे उच्च ट्राइबोइलेक्ट्रिक प्रभाव प्राप्त होता है। साभार: इंहा विश्वविद्यालय

एक ट्राइबोइलेक्ट्रिक नैनोजेनरेटर (टीईएनजी) एक ऊर्जा-संचयन उपकरण है जो यांत्रिक ऊर्जा को दो विरोधी त्रिकोणीय-ध्रुवीय सामग्रियों के संपर्क विभाजन या सापेक्ष स्लाइडिंग आंदोलनों के माध्यम से बिजली में परिवर्तित करता है। इंहा विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने पहले सल्फर बैकबोन पॉलिमर-आधारित TENG के पहले उदाहरण की सूचना दी थी। TENG दक्षता बढ़ाने के लिए सल्फर कॉपोलीमर फिल्म की सतह को विषाक्त फ्लोरीन गैस का उपयोग करके सीधे फ्लोराइड किया गया था।


कार्बन ईए (-122 kJ / mol) की तुलना में सल्फर और फ्लोरीन में क्रमशः -200 kJ / mol और -322 kJ / mol की उच्च इलेक्ट्रॉन आत्मीयता (EA) होती है। फ्लोरिनेटेड सल्फर कॉपोलीमर फिल्म करंट पारंपरिक नकारात्मक सामग्री पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन (पीटीएफई) की तुलना में वोल्टेज और करंट में छह गुना और तीन गुना वृद्धि हासिल कर सकता है। इसके अलावा, मौलिक सल्फर पेट्रोलियम शोधन का उप-उत्पाद है; इसलिए, उच्च शुद्धता वाला सल्फर कम कीमतों पर व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है। हालांकि, व्यावहारिक औद्योगिक अनुप्रयोगों में इस तकनीक के लिए परिचालन सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, अपशिष्ट उपचार प्रणाली के साथ-साथ विषाक्त फ्लोरीन गैस की वसूली के तरीकों को डिजाइन करना आवश्यक है।

इन सीमाओं को पार करने के लिए, शोधकर्ताओं ने हाल ही में फ्लोरीन युक्त पॉलिमर (पॉली (पेंटाफ्लोरो स्टाइरीन), पीपीएफएस) और सल्फर बैकबोन युक्त अत्यधिक नकारात्मक ट्राइबोइलेक्ट्रिक पॉलिमर यौगिकों के संश्लेषण के लिए एक सरल और विषाक्त-फ्लोरीन-गैस-मुक्त मार्ग की सूचना दी है। – पॉलिमर आधारित। इस पद्धति में, पीपीएफएस अणुओं को एयर इंटरफेस पर गर्म दबाव द्वारा चरणों में अलग किया गया, जिसके परिणामस्वरूप अत्यधिक कुशल ट्राइबोइलेक्ट्रिक ऊर्जा संचयन हुआ। हालांकि पीपीएफएस का लोडिंग मूल्य कम (7.5 wt.%) है, सल्फर कॉपोलीमर और पीपीएफएस के बीच उच्च सतह ऊर्जा अंतर से प्रेरित मिश्रण फिल्म में चरण विभाजन के कारण इसकी सतह कवरेज 90% से अधिक बढ़ गई है।

फिल्म की सतह पर महत्वपूर्ण मात्रा में फ्लोरीन का स्थानीयकरण, अत्यधिक नकारात्मक ट्राइबोइलेक्ट्रिक गुणों के साथ बहुलक मिश्रण प्रदान करता है। अध्ययन में पॉलीमर ब्लेंड फिल्मों का ट्राइबोइलेक्ट्रिक प्रदर्शन पारंपरिक कार्बन-बैकबोन-आधारित पॉलिमर की तुलना में काफी बेहतर था। पॉलिमर मिश्रण-आधारित TENG ने ~ 26h के दीर्घकालिक स्थिर प्रदर्शन और उन्नत वोल्टेज और वर्तमान आउटपुट का प्रदर्शन किया, जो क्रमशः PTFE-आधारित TENG की तुलना में 8-गुना और 9-गुना अधिक था। अंत में, शोधकर्ताओं ने 60 1360 वी के ट्राइबोइलेक्ट्रिक ओपन-सर्किट वोल्टेज के साथ एक बहुलक मिश्रण फिल्म के माध्यम से 300 वी की 300 श्रृंखला 400-कनेक्टेड ब्लू एलईडी को शक्ति देने के लिए 4 इंच की फिल्म-आधारित टीएनजी की क्षमता का प्रदर्शन किया।

इस काम के माध्यम से, सल्फर पॉलिमर से फ्लोरीन युक्त पॉलिमर की चरण-विभाजन रणनीति स्केलेबल, कम लागत वाली, पर्यावरण के अनुकूल और उच्च प्रदर्शन वाली ट्राइबोइलेक्ट्रिक ऊर्जा संचयन प्राप्त करने के लिए अकादमिक और उद्योग दोनों में अनुसंधान के लिए अंतर्दृष्टि प्रदान करेगी।

यह शोध में प्रकाशित हुआ था नैनो ऊर्जा.


पेट्रोलियम रिफाइनिंग बाय-प्रोडक्ट्स से बनी नई उच्च-प्रदर्शन वाली ट्राइबोइलेक्ट्रिक सामग्री


और जानकारी:
जिनह्योक चोई एट अल, फ्लोरीन-समृद्ध पॉलिमर के चरण विभाजन द्वारा अत्यधिक नकारात्मक ट्राइबोइलेक्ट्रिक सल्फर कॉपोलिमर का विषाक्त गैस-मुक्त संश्लेषण, नैनो ऊर्जा (2021)। डीओआई: 10.1016 / j.nanoen.2021.106761

इंहा विश्वविद्यालय द्वारा दिया गया

उल्लेख: 23 नवंबर 2021 को विष मुक्त संश्लेषण (2021, 23 नवंबर) के साथ प्राप्त पॉलिमरिक सल्फर मिश्रण के उन्नत ट्राइबोइलेक्ट्रिक नैनोजेनेटर https://phys.org/news/2021-11-triboelectric-nanogenerators-polymeric-sulfur-blend

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