Triboelectric nanogenerator (TENG) is actively studied as a device for harvesting energy from daily life. However, conventional TNEG generates one electrical output per one movement. To address this problem, a non-contact resonant TENG that vibrates when an impact is applied and generates vibrating electrical output is proposed. Cantilever structure and charge pump mechanism are used to create non-contact vibration. The device locates in the soles of shoes to harvest energy from impact when walking. The device is designed to maximize the output charge and strain of the dielectric elastomer actuator (DEA). The maximum open-circuit voltage is 1.5 kV and the short-circuit current is 16 μA. When vibrated at an initial velocity of 0.5 m/s, the energy conversion efficiency was 50.8%. Proposed TENG creates vibrations in the DEA and turns on the LED for about 10 seconds from only one step.
마찰 전기 발전기는 일상에서 에너지를 수확하기 위한 장치로 활발히 연구되고 있다. 하지만 기존의 마찰 전기 발전기는 한 번의 움직임에서 한 번의 전기적 출력이 나오기 때문에 지속적인 움직임이 있어야 하고, 출력 주파수도 낮다. 이 문제를 해결하기 위해 충격을 가했을 때 진동하며 전기적 출력을 내보내는 비접촉 공진형 마찰 전기 발전기를 제시하였다. 비접촉 진동을 만들기 위해 캔틸레버와 전하 충전 구조를 사용하였다. 이 장치는 신발 바닥에 위치하여 보행 시 충격에서 에너지를 수확하고 출력 전하량과 유전 탄성체를 구동했을 때 변형률을 최대화하는 구조로 설계하였다. 최대 개회로 전압은 1.5kV, 최대 폐회로 전류는 16μA이다. 초기속도 0.5m/s로 진동시켰을 때, 에너지 변환 효율은 50.8%였다. 또한, 한 걸음의 보행으로 유전 탄성체 구동기에 진동을 만들고, 발광 다이오드를 약 10초간 밝히는 것을 확인하였다.
