Mittuniversitetet

Triboelektriska nanogeneratorer (TENG) har fått en ökad uppmärksamhet i takt med att utvecklingen av nya energikällor ökar. Nyligen har forskare på Mittuniversitetet lyckas tillverka filmer av regenererad cellulosa (R- cellulosa) som visat goda resultat, en effekt på över 300 W/𝑚2 har redovisats. I denna studie bygger vi vidare på den tidigare forskningen med R-cellulosa men genom att dopa filmerna med metalloxiderna SiO2, Ti02 och Al2O3. Syftet till att vi väljer att dopa filmerna är för att öka effekten i TENG. Tribolagret (cellulosakompositerna) tillverkades genom att cellulosan löstes upp i en ”slurry” vid – 12 °C bestående av LiOH och Urea, blandningen mixades med en propeller i 1500 rpm under 2 minuter. Den färdiga lösningen dopas med metalloxiderna 𝑆𝑖𝑂2, 𝑇𝑖𝑂2 𝑜𝑐h 𝐴𝑙2𝑂3 . Regenereringen av cellulosakompositen sker i ett 100% etanolbad under 2 timmar. Metalloxidkoncentrationerna i filmerna i denna studie valdes till 10, 20 och 30 viktprocent för respektive ämne. Filmerna analyserades genom röntgendiffraktion (XRD) och i ett svepelektronmikroskop (SEM). XRD utfördes med baseline fitting och gav oss möjlighet att analysera kristallinitetsindex (CI). Filmerna analyseras med SEM, och bilderna användes för att studera ytan på proverna, ytan gav oss feedback på hur väl dopningen mottagits i regenereringen av cellulosan. Effektmätningarna av TENG gjordes med ett PXI-4132-mätinstrument för analys av kortslutningsström, och PXI-4070 för analys av spänning. Resultatet visade att provet med 10 viktprocent Ti02 gav bäst effekt med 30 mW i mätningarna, något bättre (ca 15 %) än ren R-cellulosa på 26 mW, Si02 visade en effekt på 28 mW vilket motsvara en förbättring på ca 8%. Resterande prover visade ingen ökad effekt utan däremot en försämring av effekt sämst blev Ti02 med 30 viktprocent med en effekt på 17 mW. Metoden med att blanda metalloxiderna direkt i lösningen med cellulosan visade sig medföra vissa nackdelar med områden med höga koncentrationer och ojämn fördelning.