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Características piezoeléctricas y electromecánicas de películas porosas de copolímero de poli(etileno--acetato de vinilo) para sensores inteligentes y aplicaciones de recolección de energía mecánica

Autores: Ennawaoui, Chouaib; Hajjaji, Abdelowahed; Samuel, Cédric; Sabani, Erroumayssae; Rjafallah, Abdelkader; Najihi, Ikrame; Laadissi, El Mehdi; Loualid, El Mehdi; Rguiti, Mohamed; Ballouti, Abdessamad El; Azim, Azeddine

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Características piezoeléctricas y electromecánicas de películas porosas de copolímero de poli(etileno--acetato de vinilo) para sensores inteligentes y aplicaciones de recolección de energía mecánica


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería de Sistemas

Palabras clave

Recolección de energía
Películas de polímero piezoeléctrico poroso
Contenido de poros
Energía eléctrica
Propiedades mecánicas
Materiales porosos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 22

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este trabajo investiga el rendimiento de la recolección de energía de películas de polímero piezoeléctrico poroso para recolectar energía eléctrica de vibraciones y alimentar varios sensores. La influencia del contenido de poros en la matriz elástica, propiedades dieléctricas, eléctricas y mecánicas de películas de polímero piezoeléctrico poroso producidas a partir de poli(etileno--acetato de vinilo) comercial disponible utilizando un método de extrusión en estado fundido aplicable industrialmente (EVA) fue examinada y discutida. La caracterización eléctrica y mecánica mostró un aumento en la corriente recolectada y una disminución en el módulo de Young con el aumento de la proporción de poros. El análisis térmico reveló una disminución en la constante piezoeléctrica de los materiales porosos. Los autores presentan un modelo matemático que es capaz de predecir la corriente recolectada como función de las características de la matriz, la excitación mecánica y el porcentaje de porosidad. La corriente de salida es directamente proporcional al porcentaje de porosidad. La potencia recolectada aumenta significativamente con el aumento de la deformación o porosidad, logrando un valor de potencia de hasta 0.23, 1.55 y 3.87 mW/m para tres composiciones de EVA: EVA 0%, EVA 37% y EVA 65%, respectivamente. En conclusión, las películas de EVA piezoeléctricas porosas tienen un gran potencial desde el punto de vista de la densidad de energía y podrían representar candidatos interesantes para aplicaciones de recolección de energía. Nuestro trabajo contribuye al desarrollo de materiales inteligentes, con posibles usos como sistemas recolectores innovadores de energía generada por diferentes fuentes de vibración como carreteras, máquinas y océanos.

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