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Cantilever-based ferroelectret energy harvesting

Ben Dali, O. ; Pondrom, P. ; Sessler, G. M. ; Zhukov, S. ; Seggern, H. von ; Zhang, X. ; Kupnik, M. (2020)
Cantilever-based ferroelectret energy harvesting.
In: Applied Physics Letters, 116 (24)
doi: 10.1063/5.0006620
Artikel, Bibliographie

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Kurzbeschreibung (Abstract)

We present a vibrational energy harvester with fluorinated ethylene propylene (FEP)-ferroelectrets working in d₃₁ mode. The ferroelectret film consists of two FEP films, fused together to form a parallel tunnel structure with well-defined air gaps. Its dynamic piezoelectric g₃₁ coefficient is 0.7V mN⁻¹. The energy-harvesting device is an air-spaced cantilever arrangement that was produced by the additive manufacturing technique. The device was tested by exposing it to sinusoidal vibrations with an acceleration a, generated by a shaker. The measurement shows a resonance at about 35 Hz and a normalized output power of 320 μW for a seismic mass of 4.5 g at an acceleration of 0.1 g (g is the gravity of the earth). This demonstrates a significant improvement of air-spaced vibrational energy harvesting with ferroelectrets and greatly exceeds previous performance data for polymer cantilever devices.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2020
Autor(en): Ben Dali, O. ; Pondrom, P. ; Sessler, G. M. ; Zhukov, S. ; Seggern, H. von ; Zhang, X. ; Kupnik, M.
Art des Eintrags: Bibliographie
Titel: Cantilever-based ferroelectret energy harvesting
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 15 Juni 2020
Ort: Melville, NY
Verlag: AIP Publishing
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Applied Physics Letters
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 116
(Heft-)Nummer: 24
Kollation: 5 Seiten
DOI: 10.1063/5.0006620
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Kurzbeschreibung (Abstract):

We present a vibrational energy harvester with fluorinated ethylene propylene (FEP)-ferroelectrets working in d₃₁ mode. The ferroelectret film consists of two FEP films, fused together to form a parallel tunnel structure with well-defined air gaps. Its dynamic piezoelectric g₃₁ coefficient is 0.7V mN⁻¹. The energy-harvesting device is an air-spaced cantilever arrangement that was produced by the additive manufacturing technique. The device was tested by exposing it to sinusoidal vibrations with an acceleration a, generated by a shaker. The measurement shows a resonance at about 35 Hz and a normalized output power of 320 μW for a seismic mass of 4.5 g at an acceleration of 0.1 g (g is the gravity of the earth). This demonstrates a significant improvement of air-spaced vibrational energy harvesting with ferroelectrets and greatly exceeds previous performance data for polymer cantilever devices.

Freie Schlagworte: Energy harvesting, Cantilever, Dielectric materials
ID-Nummer: Artikel-ID: 243901
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 621.3 Elektrotechnik, Elektronik
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Elektronische Materialeigenschaften
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Mess- und Sensortechnik
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Nachrichtentechnik
Hinterlegungsdatum: 16 Sep 2024 05:35
Letzte Änderung: 16 Sep 2024 05:35
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