KR101960447B1 - 음전하 대전체 및 이를 포함하는 마찰 전기 발전기 - Google Patents

음전하 대전체 및 이를 포함하는 마찰 전기 발전기 Download PDF

Info

Publication number
KR101960447B1
KR101960447B1 KR1020170085930A KR20170085930A KR101960447B1 KR 101960447 B1 KR101960447 B1 KR 101960447B1 KR 1020170085930 A KR1020170085930 A KR 1020170085930A KR 20170085930 A KR20170085930 A KR 20170085930A KR 101960447 B1 KR101960447 B1 KR 101960447B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
formula
group
negative charge
polymer
repeating unit
Prior art date
Application number
KR1020170085930A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190005381A (ko
Inventor
백정민
양창덕
이재원
조혜진
정성우
이진표
Original Assignee
울산과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 울산과학기술원 filed Critical 울산과학기술원
Priority to KR1020170085930A priority Critical patent/KR101960447B1/ko
Publication of KR20190005381A publication Critical patent/KR20190005381A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101960447B1 publication Critical patent/KR101960447B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
    • H01B1/122—Ionic conductors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1039—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors comprising halogen-containing substituents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1046—Polyimides containing oxygen in the form of ether bonds in the main chain
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1057—Polyimides containing other atoms than carbon, hydrogen, nitrogen or oxygen in the main chain
    • C08G73/1064—Polyimides containing other atoms than carbon, hydrogen, nitrogen or oxygen in the main chain containing sulfur
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/04—Friction generators

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

본 발명은 소정의 화학식으로 표시되는 반복 단위를 포함하는 고분자를 포함하는 음전하 대전체 및 이를 포함하는 마찰 전기 발전기에 관한 것이다.

Description

음전하 대전체 및 이를 포함하는 마찰 전기 발전기{charged body having negative electric charge and artificial generator comprising the same}
본 발명은 음전하 대전체 및 이를 포함하는 마찰 전기 발전기에 관한 것이다.
최근 화석 연료의 고갈 문제로 전기의 사용량이 점차 증가하고 있으며 이로 인해 발전량의 부족으로 에너지 부족현상이 점차 심각해져 가고 있다. 이에 부족한 에너지 자원을 효율적으로 활용하기 위해 개발되기 시작된 에너지 하베스팅(Energy harvesting) 기술은 최근의 에너지 문제와 맞물려 주목을 받고 있다.
에너지 하베스팅이란 주위 환경에서 발생하나 소모되어 버려지는 에너지(ambient energy)들을 수확하여 사용 가능한 전기에너지로 변환하여 이용하는 시스템을 말한다.
이러한 에너지 하베스팅 기술 중에서도 가장 기술개발이 활발한 분야는 압전 재료를 이용한 에너지 하베스팅 (Piezoelectric), 마찰 전기를 이용한 에너지 하베스팅 (Triboelectric), 열전 재료를 이용한 에너지 하베스팅, 페로플루이드를 이용한 에너지 하베스팅 기술 등이 있다.
특히, 마찰 전기를 이용한 에너지 하베스팅 기술을 이용하는 경우 높은 출력 값을 얻을 수 있는 장점이 있으나, 현재 마찰 전기 발생에 이용할 수 있는 고분자 재료인 PDMS, PVDF 혹은 Kapton과 같은 상업적으로 유통되는 소재는 전하 생성 효율이 매우 낮아서 그 응용이 미미한 실정이다.
따라서, 고효율의 발전기에 적용을 위한 우수한 전하 생성 효율을 갖는 소재에 대한 요구가 높아지고 있다.
한 측면은 전하 생성 효율 및 유전 상수가 획기적으로 향상된 새로운 구조의 음전하 대전체를 제공하는 것이다.
다른 한 측면은 상기 음전하 대전체를 채용한 마찰 전기 발전기를 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명은, 하기 화학식 1 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 반복 단위를 포함하는 고분자를 포함하는 음전하 대전체를 제공한다:
<화학식 1>
Figure 112017064819785-pat00001
<화학식 2>
Figure 112017064819785-pat00002
<화학식 3>
Figure 112017064819785-pat00003
<화학식 4>
Figure 112017064819785-pat00004
<화학식 5>
Figure 112017064819785-pat00005
상기 화학식 1 내지 5 중에서,
R11 내지 R13, R21 내지 R24, R31 내지 R34, R41 내지 R46 및 R51 내지 R54는 서로 독립적으로, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 및 니트로기 중 선택된 하나 이상으로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중에서 선택되고,
a11 내지 a12, a21 내지 a22, a31 내지 a32, a41 내지 a42 및 a51 내지 a54는 서로 독립적으로 0 내지 3 중에서 선택된 정수이고,
a13, a23 내지 a24, a33 내지 a34 및 a43 내지 a46은 서로 독립적으로 0 내지 4 중에서 선택된 정수이다.
이때, 상기 a11 내지 a13, a21 내지 a24, a31 내지 a34, a41 내지 a46 및 a51 내지 a54는 0일 수 있다.
또한, 상기 고분자는 상기 화학식 1 내지 5 중 동일한 화학식으로 표시되는 반복 단위를 포함하는 동종 중합체(homopolymer)일 수 있다.
한편, 상기 고분자는 상기 화학식 1 내지 5 중 상이한 화학식으로 표시되는 2 종 이상의 반복 단위를 포함하는 공중합체(copolymer)일 수 있다.
이때, 상기 공중합체는,
i) 상기 화학식 1로 표시되는 반복 단위 및 상기 화학식 2로 표시되는 반복 단위를 포함하거나,
ii) 상기 화학식 1로 표시되는 반복 단위 및 상기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함하거나,
iii) 상기 화학식 2로 표시되는 반복 단위 및 상기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함하거나, 또는
iv) 상기 화학식 1로 표시되는 반복 단위, 상기 화학식 2로 표시되는 반복 단위 및 상기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함할 수 있다.
또한, 상기 고분자는 유전 상수(dielectric constant)가 4.5 이상일 수 있다.
또한, 상기 고분자는 하기 화학식 A 내지 E 중 어느 하나로 표시될 수 있다:
Figure 112017064819785-pat00006
Figure 112017064819785-pat00007
상기 화학식 A 내지 E 중에서,
n1 내지 n5는 1 내지 1000000 중에서 선택된 정수일 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은, 하기 화학식 11 또는 12로 표시되는 제1 화합물과 하기 화학식 13 내지 17 중 어느 하나로 표시되는 제2 화합물을 용매 중에 반응시켜, 하기 화학식 1 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 반복 단위를 제조하는 단계; 및
하기 화학식 1 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 1 이상의 반복 단위를 반응시켜, 고분자를 제조하는 단계를 포함하는 음전하 대전체의 제조방법을 제공한다:
<화학식 1>
Figure 112017064819785-pat00008
<화학식 2>
Figure 112017064819785-pat00009
<화학식 3>
Figure 112017064819785-pat00010
<화학식 4>
Figure 112017064819785-pat00011
<화학식 5>
Figure 112017064819785-pat00012
<화학식 11>
Figure 112017064819785-pat00013
<화학식 12>
Figure 112017064819785-pat00014
<화학식 13>
Figure 112017064819785-pat00015
<화학식 14>
Figure 112017064819785-pat00016
<화학식 15>
Figure 112017064819785-pat00017
<화학식 16>
Figure 112017064819785-pat00018
<화학식 17>
Figure 112017064819785-pat00019
상기 화학식 1 내지 5 및 11 내지 17 중,
R11 내지 R13, R21 내지 R24, R31 내지 R34, R41 내지 R46, R51 내지 R54, a11 내지 a13, a21 내지 a24, a31 내지 a34, a41 내지 a46 및 a51 내지 a54에 대한 정의는 앞서 정의된 바와 같고,
R111 내지 R112, R133, R143 내지 R144 및 R153 내지 R154에 대한 정의는 앞서 R11 내지 R11 내지 R13, R21 내지 R24, R31 내지 R34, R41 내지 R46 및 R51 내지 R54에 대해 정의된 바와 같고,
a111 내지 a112에 대한 정의는 앞서 a11 내지 a12, a21 내지 a22, a31 내지 a32, a41 내지 a42 및 a51 내지 a54에 대해 정의된 바와 같고,
a133, a143 내지 a144 및 a153 내지 a154에 대한 정의는 앞서 a13, a23 내지 a24, a33 내지 a34 및 a43 내지 a46에 대해 정의된 바와 같다.
이때, 상기 고분자를 제조하는 단계는, 열적 이미드화 (thermal imidization) 반응 또는 화학적 이미드화 (chemical imidization) 반응으로 수행될 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 상기 음전하 대전체를 포함하는 마찰 전기 발전기를 제공한다.
이때, 상기 마찰 전기 발전기의 출력 값은 16μA 내지 70μA일 수 있다.
또한, 상기 음전하 대전체는 박막 형태일 수 있다.
이때, 상기 박막의 두께는 0.1㎛ 내지 1000㎛일 수 있다.
본 발명에 따른 음전하 대전체는 유전 상수가 향상되고 전화 포집 능력이 획기적으로 증가되어, 이를 마찰 전기 발전기에 적용하는 경우 우수한 전하 생성 효율을 가진다.
도 1에는 본 발명에 따른 마찰 전기 발전기의 일 예를 나타내었다.
도 2(a) 내지 도 2(e)에는 본 발명에 따른 마찰 전기 발전기의 작동 원리를 예시적으로 나타내었다.
도 3은 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따라 제조된 음전하 대전체의 사진을 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 음전하 대전체의 IR 스펙트럼이다.
도 5(a)는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따라 제조된 음전하 대전체의 주파수(frequency)에 따른 유전 상수(dielectric constant) 측정 결과를 나타낸 것이고, 도 5(b)는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따라 제조된 음전하 대전체의 주파수에 따른 손실 정접(loss tangent) 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 6(a)는 실시예 4 내지 6 및 비교예 2에 따라 제조된 마찰 전기 발전기의 출력 전압 측정 결과를 나타낸 것이고, 도 6(b)는 실시예 4 내지 6 및 비교예 2에 따라 제조된 마찰 전기 발전기의 출력 전류 측정 결과를 나타낸 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 하부 전극
20: 음전하 대전체
30: 상부 전극
100: 외부 하중
200: 마찰 전기 발전기
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
마찰 전기를 이용한 에너지 하베스팅 기술은 정전기 유도 현상을 기본 원리로 에너지를 수확하는 것이다. 즉, 외부의 기계적 에너지가 전위차를 만들고 이로 인해 보상 전하가 형성되어 전자, 즉 전류가 흐르는 현상을 바탕으로 한다.
이와 같이 기계적인 미소 에너지를 이용한 에너지 하베스팅 기술을 이용하는 경우 친환경 고출력 발전기를 구현할 수 있으므로 매우 유용하다.
이러한 마찰 전기를 이용한 에너지 하베스팅 기술을 다양한 분야에 효과적으로 적용하기 위해서는 전자 친화 및/또는 포집 특성이 우수한 음전하 대전체의 개발이 선행되어야 한다.
한편, 일반적으로 마찰 전기를 이용한 에너지 하베스팅 기술에 적용되는 음전하 대전체의 소재로는 PDMS, PTFE, PVDF, 상업적으로 이용 가능한 폴리이미드인 Kapton 등이 있다.
Figure 112017064819785-pat00020
그러나, 이들 재료는 전하 생성 효율에 한계가 있기 때문에 발전기에 적용하는 경우 원하는 효과를 얻기가 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 발명자들은, 전하 생성 효율이 향상된 음전하 대전체를 개발하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 전하를 많이 포집할 수 있는 작용기인 -CF3기나 높은 쌍극자 모멘트(dipole moment)를 갖는 에테르 또는 설폰 작용기를 음전하 대전체에 도입하는 경우, 상기와 같은 목적을 달성할 수 있음을 알아내었다.
즉, 본 발명에 따른 음전하 대전체는, 하기 화학식 1 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 반복 단위를 포함하는 고분자를 포함하는 것을 특징으로 한다:
<화학식 1>
Figure 112017064819785-pat00021
<화학식 2>
Figure 112017064819785-pat00022
<화학식 3>
Figure 112017064819785-pat00023
<화학식 4>
Figure 112017064819785-pat00024
<화학식 5>
Figure 112017064819785-pat00025
.
상기 화학식 1 내지 5 중에서, R11 내지 R13, R21 내지 R24, R31 내지 R34, R41 내지 R46 및 R51 내지 R54는 서로 독립적으로, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 및 니트로기 중 선택된 하나 이상으로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중에서 선택된다.
예를 들어, 상기 R11 내지 R13, R21 내지 R24, R31 내지 R34, R41 내지 R46 및 R51 내지 R54는 서로 독립적으로, 시아노기, -F, -Cl, -Br, -I, -F로 치환된 C1-C20알킬기, -Cl로 치환된 C1-C20알킬기, -Br로 치환된 C1-C20알킬기 및 -I로 치환된 C1-C20알킬기 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 1 내지 3 및 5와 같이, -CF3기를 포함함으로써, 높은 출력 값을 얻을 수 있다. 나아가, 상기 화학식 2 내지 4와 같이, 높은 쌍극자 모멘트(dipole moment)를 갖는 에테르 또는 설폰 등의 작용기를 도입함으로써, 높은 출력 값을 얻을 수 있다.
상기 화학식 1 내지 5 중에서, a11 내지 a12, a21 내지 a22, a31 내지 a32, a41 내지 a42 및 a51 내지 a54는 서로 독립적으로 0 내지 3 중에서 선택된 정수이고,
a13, a23 내지 a24, a33 내지 a34 및 a43 내지 a46은 서로 독립적으로 0 내지 4 중에서 선택된다.
예를 들어, 상기 a11 내지 a13, a21 내지 a24, a31 내지 a34, a41 내지 a46 및 a51 내지 a54는 0일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 고분자는 상기 화학식 1 내지 5 중 동일한 화학식으로 표시되는 반복 단위를 포함하는 동종 중합체(homopolymer)일 수 있다.
예를 들어, 상기 고분자는 상기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하는 동종 중합체일 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자는 상기 화학식 2로 표시되는 반복 단위를 포함하는 동종 중합체일 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자는 상기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함하는 동종 중합체일 수 있다.
다른 구현예에 있어서, 상기 고분자는 상기 화학식 1 내지 5 중 상이한 화학식으로 표시되는 2 종 이상의 반복 단위를 포함하는 공중합체(copolymer)일 수 있다.
예를 들어, 상기 공중합체는,
i) 상기 화학식 1로 표시되는 반복 단위 및 상기 화학식 2로 표시되는 반복 단위를 포함하거나,
ii) 상기 화학식 1로 표시되는 반복 단위 및 상기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함하거나,
iii) 상기 화학식 2로 표시되는 반복 단위 및 상기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함하거나, 또는
iv) 상기 화학식 1로 표시되는 반복 단위, 상기 화학식 2로 표시되는 반복 단위 및 상기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함할 수 있다.
상기 고분자는 유전 상수(dielectric constant)가 4.5 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자는 유전 상수가 4.5 내지 10 이하일 수 있다.
즉, 본 발명에서 전하를 많이 포집할 수 있는 -CF3기를 포함하는 고분자를 음전하 대전체로 사용할 경우, 기존의 PDMS, PTFE, PVDF, Kapton 등에 비해 우수한 전하 생성 효율을 발휘할 수 있고, 향상된 유전 상수를 발휘하여, 음전하 대전체로서 적합하며, 이를 포함한 마찰 전기 발전기의 출력을 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 음전하 대전체는 하기 화학식 A 내지 E 중 어느 하나로 표시되는 것일 수 있다:
Figure 112017064819785-pat00026
Figure 112017064819785-pat00027
.
이때, 상기 화학식 A 내지 E 중에서, n1 내지 n5는 서로 독립적으로 1 내지 1000000 중에서 선택된 정수일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명에 따른 음전하 대전체의 제조 방법은, 하기 화학식 11 또는 12로 표시되는 제1 화합물과 하기 화학식 13 내지 17 중 어느 하나로 표시되는 제2 화합물을 용매 중에 반응시켜, 하기 화학식 1 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 반복 단위를 제조하는 단계; 및
하기 화학식 1 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 1 이상의 반복 단위를 반응시켜, 고분자를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다:
<화학식 1>
Figure 112017064819785-pat00028
<화학식 2>
Figure 112017064819785-pat00029
<화학식 3>
Figure 112017064819785-pat00030
<화학식 4>
Figure 112017064819785-pat00031
<화학식 5>
Figure 112017064819785-pat00032
<화학식 11>
Figure 112017064819785-pat00033
<화학식 12>
Figure 112017064819785-pat00034
<화학식 13>
Figure 112017064819785-pat00035
<화학식 14>
Figure 112017064819785-pat00036
<화학식 15>
.
Figure 112017064819785-pat00037
<화학식 16>
Figure 112017064819785-pat00038
<화학식 17>
Figure 112017064819785-pat00039
상기 화학식 1 내지 5 및 11 내지 17 중,
R11 내지 R13, R21 내지 R24, R31 내지 R34, R41 내지 R46, R51 내지 R54, a11 내지 a13, a21 내지 a24, a31 내지 a34, a41 내지 a46 및 a51 내지 a54에 대한 정의는 앞서 정의된 바와 같고,
R111 내지 R112, R133, R143 내지 R144 및 R153 내지 R154에 대한 정의는 앞서 R11 내지 R11 내지 R13, R21 내지 R24, R31 내지 R34, R41 내지 R46 및 R51 내지 R54에 대해 정의된 바와 같고,
a111 내지 a112에 대한 정의는 앞서 a11 내지 a12, a21 내지 a22, a31 내지 a32, a41 내지 a42 및 a51 내지 a54에 대해 정의된 바와 같고,
a133, a143 내지 a144 및 a153 내지 a154에 대한 정의는 앞서 a13, a23 내지 a24, a33 내지 a34 및 a43 내지 a46에 대해 정의된 바와 같다.
이때, 상기 고분자를 제조하는 단계는, 열적 이미드화 (thermal imidization) 반응 또는 화학적 이미드화 (chemical imidization) 반응으로 수행될 수 있다.
여기서, 상기 열적 이미드화 반응은, 상기 화학식 11 또는 12로 표시되는 제1 화합물과 상기 화학식 13 내지 17 중 어느 하나로 표시되는 제2 화합물을 예를 들어, 상온(즉, 25℃)에서 용매 중에 반응시켜서 폴리아미산(poly(amic acid)) 용액을 얻은 뒤, 상기 폴리아미산 용액을 열처리하여 용매를 제거하면서, 폴리이미드를 제조하는 반응이다.
예를 들어, 상기 고분자를 제조하는 단계는 이무수물(dianhydride)계 화합물과 디아민(diamine)계 화합물의 중축합(polycondensation) 반응으로 인해 생성된 폴리아미산을 경화(예를 들어, 이미드화(imidization))하여 수행될 수 있다.
이때, 전술한 제1 화합물은 이무수물계 화합물이며, 전술한 제2 화합물은 디아민계 화합물일 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 화합물이 화학식 11로 표시되는 화합물인 경우, 상기 제2 화합물은 화학식 13 내지 17 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있으며, 상기 제1 화합물이 화학식 12로 표시되는 화합물인 경우, 상기 제2 화합물은 화학식 16으로 표시되는 화합물일 수 있다.
이때, 상기 용매는 N-메틸피롤리돈(NMP), 아세톤 또는 물일 수 있으나, 이들로 한정되지 않으며, 당해 기술 분야에서 사용될 수 있는 것이라면 모두 사용될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 상기 음전하 대전체는, 마찰 전기 발전기에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 마찰 전기 발전기는 상기 음전하 대전체를 포함하는 것을 특징으로 한다. 즉, 전하 펌프를 기반으로 한 본 발명에 따른 마찰 전기 발전기에 전술한 음전하 대전체를 적용할 수 있다.
보다 구체적으로, 전술한 제1 화합물 및 제2 화합물을 혼합하여 제조된 용액을 이용하여 음전하 대전체를 형성할 수 있다.
즉, 알루미늄 등으로 이루어진 전극을 자외선(UV) 및/또는 오존 처리한 후 상기 전극의 적어도 일 면에 전술한 제1 화합물 및 제2 화합물을 혼합하여 제조된 용액을 드랍 코팅, 닥터 블레이트, 스핀 코팅 등을 이용하여 도포하고 경화시킴으로써 박막형태의 음전하 대전체를 형성할 수 있다.
도 1에는 본 발명에 따른 마찰 전기 발전기의 일 예를 나타내었다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 마찰 전기 발전기(200)는, 마주보고 배치되는 하부 전극(10) 및 상부 전극(30)과 이들 사이에 위치하며, 상기 하부 전극(10) 및 상부 전극(30) 중 적어도 하나의 면에 직접 접촉하는 본 발명에 따른 음전하 대전체(20)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 음전하 대전체는 박막 형태로 위치할 수 있다.
도 1에는 편의상 음전하 대전체(20)가 상부 전극(10)에 접촉한 형태를 도시하였으나 필요에 따라 음전하 대전체(20)는 하부 전극(30)에 직접 접촉한 형태일 수도 있다.
도 2(a) 내지 도 2(e)에는 본 발명에 따른 마찰 전기 발전기의 작동 원리를 예시적으로 나타내었다.
보다 상세하게, 먼저 도 2(a)는 본 발명에 따른 마찰 전기 발전기의 초기 상태를 나타낸 것이다. 초기 상태에는 외부 하중 및 마찰을 기반으로 하는 발전기 내부에 마찰이 없으므로 전체 시스템은 표면 전하(surface charge)가 없기 때문에 전하 평형상태(equilibrium state)이다.
다음으로, 도 2(b)는 본 발명에 따른 마찰 전기 발전기에 외부 하중이 적용되는 상태를 나타낸 것이다. 외부에서 하중(100)이 적용되면 발전기 내부의 음전하 대전체 박막과 하부 전극(30) 사이에 마찰이 발생하며 이때 상대적으로 전자를 많이 가지고 있는 하부 전극(30) 표면에서 음전하 대전체(20) 표면으로 전자들이 이동하여 하부 전극(30)은 양전하(positive charge), 음전하 대전체(20) 표면 은 음전하 상태(negative charge)가 된다.
도 2(c)는 본 발명에 따른 마찰 전기 발전기에 외부 하중이 제거되는 상태를 나타낸 것이다. 외부 하중(100)이 제거되면 마찰된 두 표면, 즉, 음전하 대전체(20) 및 하부 전극(30)이 분리되고 상부 전극(10)과 하부 전극(30) 사이에 전하 평형을 형성하기 위해 상부 전극(10)으로부터 하부 전극(30)으로 외부 회로를 통해 전자들이 이동하여 출력 전류가 발생하게 된다.
도 2(d)는 본 발명에 따른 마찰 전기 발전기에서 외부 하중이 완전히 제거된 상태를 나타낸 것이다. 외부 하중(100)이 완전히 제거 되면, 발전기 내부의 각 층들은 초기 상태로 복원되지만, 본 발명에 따른 음전하 대전체(20)는 절연 특성 때문에 표면에 음전하가 유지 되고 상부 전극(10)은 양전하 상태로 유지된다.
도 2(e)는 본 발명에 따른 마찰 전기 발전기에 다시 외부 하중이 적용되는 상태를 나타낸 것이다. 도 2(e)에 나타낸 것처럼 반복하여 발전기 상부에 외부 하중(10)이 적용되면, 음전하 대전체(20)층과 하부 전극(30) 사이의 거리가 줄어들면서 표면의 음전하들이 하부 전극(30)에 양전하를 정전기적 유도(electrostatic induction)하여 하부 전극(30)으로부터 상부 전극(10)으로 전자들이 이동하여 도 2(c)에 나타낸 것과 반대방향으로 출력 전류가 발생하게 된다.
본 발명에 따른 마찰 전기 발전기는 상기 도 2(a) 내지 도 2(e)에 나타낸 과정을 반복하며 출력을 생성하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 음전하 대전체를 이용하는 경우, 마찰 전기 발전기에도 적용하여 우수한 효과를 구현할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 음전하 대전체를 발전기에 적용하는 경우, 마찰에 의한 전하의 생성, 분리 및 축적 원리를 이용하여 대전 특성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 이와 함께 재료 자체가 갖는 출력 전류의 본질적인 한계를 뛰어넘기 위하여 전하 생성기, 전하 분리기, 그리고 전하 축적기를 통합한 시스템인 전하 펌프라는 개념을 도입함으로써, 고출력 값을 갖는 마찰 전기 발전기를 구현할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 마찰 전기 발전기의 출력 값은 16μA 내지 70μA일 수 있다.
또한, 상기 마찰 전기 발전기에서 본 발명에 따른 음전하 대전체는 상부 전극 및 하부 전극 사이에 박막 구조로 적용될 수 있다. 이때, 상기 박막의 두께는, 예를 들면, 0.1㎛ 내지 1000㎛, 1㎛ 내지 800㎛ 또는 50㎛ 내지 600㎛일 수 있다. 박막의 두께가 0.1㎛ 미만인 경우 상부 및 하부 전극 사이에 저항이 사라지기 때문에 발전기로서의 기능이 구현되지 않는 문제점이 있고, 1000㎛를 초과하는 경우에는 음전하 대전체와 접촉하지 않는 전극에 정전기 유도가 되지 않아 출력이 저감되는 문제가 있다.
이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들만으로 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
실시예 1
Figure 112017064819785-pat00040
Figure 112017064819785-pat00041
5 mmol의 bis(3-aminophenyl) sulfone (APS)을 100 mL 둥근 바닥 플라스크에 넣고, 아르곤(Ar) 기류 하에서 NMP 16 mL에 용해시켰다. 이후, 상기 용액에 4,4'-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride (6FDA) 5 mmol을 천천히 첨가하였다. 이후, 이를 상온에서 하루 동안 교반하여, 폴리이미드(PI)의 전구체인 폴리아미산(PAA) 용액을 수득하였다.
수득한 PAA 용액을 표면이 고른 알루미늄/유리판에 고르게 펼친 후, 공기 중 100℃에서 2시간 동안 천천히 NMP를 제거하여, PAA를 안정하게 유지시켰다. PAA의 표면을 유지하기 위해, 이후 진공 상태의 160℃에서 2시간 동안 천천히 NMP를 제거하여 경화시켜, 박막 형태의 음전하 대전체를 형성하였다.
상기 음전하 대전체에 대한 IR 스펙트럼 결과를 도 4에 도시하였다. 도 4를 참조하면, C=O 대칭 이미드 결합과 C-N-C 이미드 결합이 형성됨을 확인할 수 있다.
실시예 2
APS 대신 4,4'-diaminodiphenyl ether (ODA) 5 mmol을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 음전하 대전체를 형성하였다.
상기 음전하 대전체에 대한 IR 스펙트럼 결과를 도 4에 도시하였다. 도 4를 참조하면, C=O 대칭 이미드 결합과 C-N-C 이미드 결합이 형성됨을 확인할 수 있다.
실시예 3
APS 대신 p-phenylenediamine (PDA) 5 mmol을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 음전하 대전체를 형성하였다.
상기 음전하 대전체에 대한 IR 스펙트럼 결과를 도 4에 도시하였다. 도 4를 참조하면, C=O 대칭 이미드 결합과 C-N-C 이미드 결합이 형성됨을 확인할 수 있다.
비교예 1
시판되는 Kapton 필름을 사용하여, 음전하 대전체를 형성하였다.
실험예 1: 음전하 대전체 박막의 특성 측정
실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따라 제조된 음전하 대전체를 이용하여, 도 3에 나타낸 것과 같이 박막의 특성을 측정하기 위한 샘플(2cm x 2cm)을 제조하였다.
상기와 같이 제조된 박막 샘플의 특성 측정 결과는 도 5에 나타내었다.
도 5(a)는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따라 제조된 음전하 대전체의 주파수(frequency)에 따른 유전 상수(dielectric constant) 측정 결과를 나타낸 것이고, 도 5(b)는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따라 제조된 음전하 대전체의 주파수에 따른 손실 정접(loss tangent) 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 5(a) 및 5(b)를 참조하면, 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 음전하 대전체의 유전 상수는 비교예 1에 따라 제조된 음전하 대전체의 유전 상수보다 현저히 높음을 확인할 수 있다.
실시예 4
실시예 1에서 제조된 박막 형태의 음전하 대전체를 사용하여, 아크릴 기판 / 상부 전극(Al) / 음전하 대전체 박막 / 갭(공기) / 하부 전극(Al)/ 아크릴 기판 구조의 마찰 전기 발전기를 제조하였다. 이때, 음전하 대전체 박막과 하부 전극 사이의 일정한 이격 거리, 즉, 갭(gap)은 스프링을 이용하여 유지하였다.
실시예 5
실시예 2에서 제조된 음전하 대전체를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 마찰 전기 발전기를 제조하였다.
실시예 6
실시예 3에서 제조된 음전하 대전체를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 마찰 전기 발전기를 제조하였다.
비교예 2
비교예 1에서 제조된 음전하 대전체를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 마찰 전기 발전기를 제조하였다.
실험예 2: 출력량 측정
실시예 4 내지 6 및 비교예 2에 따른 마찰 전기 발전기의 상부에 푸싱 장비를 이용하여 50N, 5Hz, 1시간의 조건으로 하중을 적용하고, 오실로스코프(oscilloscope)와 전류 증폭기(Current amplifier)를 이용하여 출력 전압과 출력 전류를 측정하였다. 결과는 도 6에 나타내었다.
도 6(a)를 참조하면, 실시예 4 내지 6에 따른 마찰 전기 발전기의 출력 전압이 비교예 2에 따른 마찰 전기 발전기의 출력 전압 보다 2배 이상, 많게는 3 배 이상 증가한 것을 알 수 있다.
또한, 도 6(b)를 참조하면, 실시예 4 내지 6에 따른 마찰 전기 발전기의 출력 전류가 비교예 2에 따른 마찰 전기 발전기의 출력 전류 보다 2.5배 이상 증가한 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 음전하 대전체를 마찰 전기 발전기에 적용하는 경우 전하 포집 능력이 획기적으로 증가되어 우수한 전하 생성 효율을 가지는 것을 확인할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims (14)

  1. 하기 화학식 1 및 3 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 반복 단위를 포함하는 고분자를 포함하는 음전하 대전체:
    <화학식 1>
    Figure 112018024785469-pat00042

    <화학식 3>
    Figure 112018024785469-pat00044

    <화학식 4>
    Figure 112018024785469-pat00045

    <화학식 5>
    Figure 112018024785469-pat00046

    상기 화학식 1 및 3 내지 5 중에서,
    R11 내지 R13, R31 내지 R34, R41 내지 R46 및 R51 내지 R54는 서로 독립적으로, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기; 및
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 및 니트로기 중 선택된 하나 이상으로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중에서 선택되고,
    a11 내지 a12, a31 내지 a32, a41 내지 a42 및 a51 내지 a54는 서로 독립적으로 0 내지 3 중에서 선택된 정수이고,
    a13, a33 내지 a34 및 a43 내지 a46은 서로 독립적으로 0 내지 4 중에서 선택된 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 a11 내지 a13, a31 내지 a34, a41 내지 a46 및 a51 내지 a54는 0인, 음전하 대전체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고분자는 상기 화학식 1 및 3 내지 5 중 동일한 화학식으로 표시되는 반복 단위를 포함하는 동종 중합체(homopolymer)인, 음전하 대전체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고분자는 상기 화학식 1 및 3 내지 5 중 상이한 화학식으로 표시되는 2 종 이상의 반복 단위를 포함하는 공중합체(copolymer)인, 음전하 대전체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 공중합체는,
    상기 화학식 1로 표시되는 반복 단위 및 상기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함하는, 음전하 대전체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고분자는 유전 상수(dielectric constant)가 4.5 이상인, 음전하 대전체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고분자는 하기 화학식 D 및 E 중 어느 하나로 표시되는, 음전하 대전체:
    Figure 112018024785469-pat00048

    상기 화학식 D 및 E 중에서,
    n1 내지 n5는 1 내지 1000000 중에서 선택된 정수일 수 있다.
  8. 하기 화학식 11 또는 화학식 12로 표시되는 제1 화합물과 하기 화학식 13 내지 17 중 어느 하나로 표시되는 제2 화합물을 용매 중에 반응시켜, 하기 화학식 1 및 3 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 반복 단위를 제조하는 단계; 및
    하기 화학식 1 및 3 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 1 이상의 반복 단위를 반응시켜, 고분자를 제조하는 단계를 포함하는 음전하 대전체의 제조방법:
    <화학식 1>
    Figure 112018024785469-pat00049

    <화학식 3>
    Figure 112018024785469-pat00051

    <화학식 4>
    Figure 112018024785469-pat00052

    <화학식 5>
    Figure 112018024785469-pat00053

    <화학식 11>
    Figure 112018024785469-pat00054

    <화학식 12>
    Figure 112018024785469-pat00055

    <화학식 13>
    Figure 112018024785469-pat00056

    <화학식 14>
    Figure 112018024785469-pat00057

    <화학식 15>
    Figure 112018024785469-pat00058

    <화학식 16>
    Figure 112018024785469-pat00059

    <화학식 17>
    Figure 112018024785469-pat00060

    상기 화학식 1, 3 내지 5 및 11 내지 17 중,
    R11 내지 R13, R31 내지 R34, R41 내지 R46, R51 내지 R54, a11 내지 a13, a31 내지 a34, a41 내지 a46 및 a51 내지 a54에 대한 정의는 제1항에서 정의된 바와 같고,
    R111 내지 R112, R133, R143 내지 R144 및 R153 내지 R154에 대한 정의는 제1항 중 R11 내지 R11 내지 R13, R31 내지 R34, R41 내지 R46 및 R51 내지 R54에 대해 정의된 바와 같고,
    a111 내지 a112에 대한 정의는 제1항 중 a11 내지 a12, a31 내지 a32, a41 내지 a42 및 a51 내지 a54에 대해 정의된 바와 같고,
    a133, a143 내지 a144 및 a153 내지 a154에 대한 정의는 제1항 중 a13, a33 내지 a34 및 a43 내지 a46에 대해 정의된 바와 같다.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고분자를 제조하는 단계는,
    열적 이미드화 (thermal imidization) 반응 또는 화학적 이미드화 (chemical imidization) 반응으로 수행된 것인 음전하 대전체의 제조방법.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 음전하 대전체를 포함하는 마찰 전기 발전기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 마찰 전기 발전기의 출력 값은 16μA 내지 70μA인 마찰 전기 발전기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 음전하 대전체는 박막 형태인 마찰 전기 발전기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 박막의 두께는 0.1㎛ 내지 1000㎛인 마찰 전기발전기.
  14. 하기 화학식 4 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 반복 단위를 포함하는 고분자를 포함하는 음전하 대전체:
    <화학식 4>
    Figure 112018102893567-pat00067

    <화학식 5>
    Figure 112018102893567-pat00068

    상기 화학식 4 내지 5 중에서,
    R41 내지 R46 및 R51 내지 R54는 서로 독립적으로, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기; 및
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 및 니트로기 중 선택된 하나 이상으로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중에서 선택되고,
    a41 내지 a42 및 a51 내지 a54는 서로 독립적으로 0 내지 3 중에서 선택된 정수이고,
    a43 내지 a46은 서로 독립적으로 0 내지 4 중에서 선택된 정수이다.
KR1020170085930A 2017-07-06 2017-07-06 음전하 대전체 및 이를 포함하는 마찰 전기 발전기 KR101960447B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170085930A KR101960447B1 (ko) 2017-07-06 2017-07-06 음전하 대전체 및 이를 포함하는 마찰 전기 발전기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170085930A KR101960447B1 (ko) 2017-07-06 2017-07-06 음전하 대전체 및 이를 포함하는 마찰 전기 발전기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190005381A KR20190005381A (ko) 2019-01-16
KR101960447B1 true KR101960447B1 (ko) 2019-03-20

Family

ID=65280888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170085930A KR101960447B1 (ko) 2017-07-06 2017-07-06 음전하 대전체 및 이를 포함하는 마찰 전기 발전기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101960447B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021118120A1 (en) * 2019-12-11 2021-06-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device with structure for harvesting energy

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102333221B1 (ko) * 2019-11-26 2021-11-30 울산과학기술원 음전하 대전체 및 이를 포함하는 마찰 전기 발전기

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101509539B1 (ko) * 2013-08-05 2015-04-06 연세대학교 산학협력단 칼슘 화합물 함유 폴리아믹산 전구체 조성물, 이를 이용한 폴리이미드계 유/무기 복합소재 및 이의 제조방법
KR101743674B1 (ko) * 2014-11-11 2017-06-08 삼성전자주식회사 전하펌프 기반의 인공 번개 발전기 및 그 제조방법

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Dominik P. Erhard et.al., Macromaol. Rapid Commun., 36, 520-527 (2015) 1부.*
Guang Zhu et.al., Nano Lett., 12 (9), 4960-4965 (2012.09.12.) 1부.*

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021118120A1 (en) * 2019-12-11 2021-06-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device with structure for harvesting energy
US11533005B2 (en) 2019-12-11 2022-12-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device with structure for harvesting energy

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190005381A (ko) 2019-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11401418B2 (en) Method for producing aqueous polyimide precursor solution composition
Chen et al. A facile and robust route to polyvinyl alcohol-based triboelectric nanogenerator containing flame-retardant polyelectrolyte with improved output performance and fire safety
Jiang et al. Stretchable, breathable, and stable lead‐free perovskite/polymer nanofiber composite for hybrid Triboelectric and piezoelectric energy harvesting
Wang et al. All‐plastic‐materials based self‐charging power system composed of triboelectric nanogenerators and supercapacitors
Chai et al. In situ generation of poly (vinylene carbonate) based solid electrolyte with interfacial stability for LiCoO2 lithium batteries
EP2987795B1 (en) Sulfonate-based compound and polymer electrolyte membrane using same
KR101960447B1 (ko) 음전하 대전체 및 이를 포함하는 마찰 전기 발전기
US20160211433A1 (en) Thermoelectric conversion material and thermoelectric conversion element
Song et al. Enhanced energy harvesting performance of triboelectric nanogenerator via efficient dielectric modulation dominated by interfacial interaction
CN103368447A (zh) 静电脉冲发电机和直流脉冲发电机
KR20150082230A (ko) 진동형 발전 장치, 전원 모듈
KR20150143548A (ko) 광전 변환 소자, 축방전 기능을 갖는 광전 변환 소자 및 2차전지
Ahmad et al. Realizing the capability of negatively charged graphene oxide in the presence of conducting polyaniline for performance enhancement of tribopositive material of triboelectric nanogenerator
US20200066958A1 (en) THERMOELECTRIC CONVERSION ELEMENT, n-TYPE THERMOELECTRIC CONVERSION LAYER, AND COMPOSITION FOR FORMING n-TYPE THERMOELECTRIC CONVERSION LAYER
CN109524244A (zh) 一种含氮二维共轭碳材料及其制备方法与应用
Shang et al. Chemical structure-based design of triboelectric materials for high-performance TENGs
Wang et al. Tuning molecular conformations to enhance spontaneous orientation polarization in organic thin films
Yan et al. Improved Capacitive Energy Storage at High Temperature via Constructing Physical Cross‐Link and Electron–Hole Pairs Based on P‐Type Semiconductive Polymer Filler
Gong et al. High-performance gel polymer electrolytes derived from PAN-POSS/PVDF composite membranes with ionic liquid for lithium ion batteries
Kim et al. Development of a high-performance amorphous fluorinated polymer electret based on quantum chemical analysis
WO2014129971A1 (en) Polyamide single-ion conducting composite polymer electrolyte
Ha et al. Polyvinyl alcohol covalently grafted CNT for free-standing, flexible, and high-performance thermoelectric generator film
US20160211432A1 (en) Thermoelectric conversion element
KR101827826B1 (ko) 수계 재충전 리튬-이온 전지 전극용 소재 및 이의 제조방법
Kim et al. Boosted Output Voltage of BiSbTe‐Based Thermoelectric Generators via Coupled Effect between Thermoelectric Carriers and Triboelectric Charges

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant