With development of internet of things (IoT), many researches on triboelectric nanogenerator (TENG) are actively being carried out as energy source of sensors. In this work, a novel triboelectric nanogenerator fabricated by implanting Polytetrafluoroethylene (PTFE)-wrapping wires into porous conductive polymer (PCP-TENG) is demonstrated. Compared with conventional structure contact-separation TENG with the same material properties, PCP-TENG shows more than 60 times enhancement at amount of charge transferred (QTR). These remarkable enhancement is achieved by utilizing the wide inner surface of the porous structure as contact surface. Notably, PCP-TENG generates continous sinosoidal-like alternative current without any interval while TENG conventional contact-separation structure produces intermittent pulse-like currents. Furthermore, PCP-TENG can harvest vibrational mechanical energy from various direction and amplitude. From these advanced characteristics, PCP-TENG inserted inside tire and brightened 18 LEDs continuously by deformation of tire.
사물인터넷의 발전에 따라, 에너지 하베스터에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 그 중 접촉대전 발전기는 최근 발명되어 현재 활발히 연구되고 있는 에너지 하베스터의 일종이다. 이번 연구에서는 다공질의 전도성 폴리머와 폴리테트라플루오로에틸렌 피복의 전선을 사용하여 새롭게 발명된 접촉대전발전기를 제안한다. 이전의 구조와 대비하여 새로운 접촉대전발전기는 1회 접촉 당 이동한 전하가 60배 가까이 증가하였다. 이러한 획기적인 발전은 스펀지 구조를 가지는 다공질의 전도성 폴리머의 내면을 접촉면으로 활용함으로써 구현되었다. 또한 기존의 접촉대전발전기가 순간적인 펄스신호를 생성하는 반면, 제안 된 접촉대전발전기는 연속적인 전기신호를 생성함으로써, 보다 안정적으로 센서를 구동할 수 있는 장점이 있다. 뿐만 아니라, 다양한 방향과 다양한 진폭을 가지는 진동에너지를 효과적으로 전기에너지로 치환함으로써, 접촉대전발전기의 응용분야를 획기적으로 증가시켰다. 이러한 접촉대전 발전기를 통해서 18개의 발광 다이오드를 성공적으로 점등하였다.
