2022年6月1日，中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士和董凯研究员在清华大学主办的高起点新刊Nano Research Energy发表题为“Wearable Energy Harvesting-Storage Hybrid Textiles as On-Body Self-Charging Power Systems”的最新研究成果。
可穿戴电子产品的快速发展要求其能源供应部分具有柔韧性、可穿戴性、可整合性和可持续性。然而，一些能源供应单元不能同时满足这些要求，而且储能单元也存在容量限制及柔韧性问题，因此，开发可持续的可穿戴自充电电源至关重要。
图1. 自充电电源纺织品的应用前景和原理图。(a) 含有能量采集、管理和存储单元的可穿戴电子设备的自充电电源纺织品的应用前景。(b) 自充电电源纺织品的方案图。(c) 自充电电源纺织品的照片。(d) 同轴fiber-TENG的示意图。(e) 同轴fiber-SC的示意图。
针对以上问题，董凯研究员团队报告了一种可穿戴的可持续能量采集-存储混合自充电电源纺织品。该电源纺织品包括一个同轴纤维状的聚乳酸/还原氧化石墨烯/聚吡咯（PLA-rGO-PPy）摩擦纳米发电机（fiber-TENG），可以在人体运动过程中采集低频和不规则的能量作为发电单元，以及通过对湿法纺丝氧化石墨烯纤维进行功能化负载制备一个新型的同轴纤维状超级电容器（fiber-SC），作为能量储存单元。该fiber-TENG是柔性的、可编织的、可穿戴的，可适用于与各种便携式电子产品的集成。同轴fiber-SC具有高体积能量密度和良好的循环稳定性。fiber-TENG和fiber-SC是柔性的纱线结构，用于可穿戴的连续人体运动能量采集和存储，作为身体上的自充电电源系统，具有重量轻、易制备、便携性强、适用性广等特点。集成式电源纺织品为可持续工作的可穿戴电子设备设计提供了一条有效途径。
论文信息：
Sheng F, Zhang B, Cheng R, et al. Wearable energy harvesting-storage hybrid textiles as on-body self-charging power systems. Nano Research Energy, 2023, https://doi.org/10.26599/NRE.2023.9120079
DOI：10.26599/NRE.2023.9120079
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