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
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
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.
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.