การขึ้นรูปและการเก็บเกี่ยวพลังงานจากการสั่นของวัสดุประกอบอิเล็กโทรสตริกทิฟที่เจือสารนำไฟฟ้าด้วยเทคนิก การยิงแสงเลเซอร์กำลังสูง
Electrostrictive polymers have demonstrated an ability to convert mechanical energy into electrical energy and vice versa. The mechanism to be used in this study is to apply mechanical strain to the polymer and measure its generated electricity. This energy conversion has been exploited in an exten...
Saved in:
| Main Authors: | , |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Technical Report |
| Language: | Thai |
| Published: |
มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์
2022
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/17648 https://tnrr.nriis.go.th/#/services/research-report/detail/305361 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Institution: | Prince of Songkhla University |
| Language: | Thai |
| id |
th-psu.2016-17648 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
Prince of Songkhla University |
| building |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| continent |
Asia |
| country |
Thailand Thailand |
| content_provider |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| collection |
PSU Knowledge Bank |
| language |
Thai |
| topic |
โพลิยูริเธน โพลิอะนิลีน |
| spellingShingle |
โพลิยูริเธน โพลิอะนิลีน ชัชชัย พุทซ้อน นันทกาญจน์ มุรศิต การขึ้นรูปและการเก็บเกี่ยวพลังงานจากการสั่นของวัสดุประกอบอิเล็กโทรสตริกทิฟที่เจือสารนำไฟฟ้าด้วยเทคนิก การยิงแสงเลเซอร์กำลังสูง |
| description |
Electrostrictive polymers have demonstrated an ability to convert mechanical energy into electrical energy and vice versa. The mechanism to be used in this study is to apply mechanical
strain to the polymer and measure its generated electricity. This energy conversion has been exploited in an extensive range of applications, including sensors and actuators. The goal of energy
harvesting is to capture the energy surrounding the material and then convert it into usable electrical energy. Recently, electrostrictive polymers have gained their renewed interest as smart materials for
energy harvesting. It is possible that the energy harvested on ambient vibration with electrostrictive polymers can lead to the self-powered electronic devices, e.g., wireless sensors without the battery
usage. The purpose of this research is to fabricate the novel electrostrictive polymer composites base on interfacial mechanism for energy harvesting and flexible actuators. This research, a pulsed
laser ablation technique was used to synthesize of conducting nanoparticles, while conductive polyaniline (PANI) and graphene (GRN) used as fillers for electrostrictive polymer composite. The
Three phase composite can enhance the electric field-induced strain and energy harvesting capability of electrostrictive materials with accumulated charges and interfacial polarization. Important
parameters such as the figure of merit for analyzing the energy conversion capability of these composites are characterized by morphological, thermal, dielectric and electrostrictive properties.
The electrostrictive coefficient of all samples was investigate using a photonic displacement apparatus setup. This coefficient is one of crucial parameters for predicting the energy harvesting.
Effect of fillers on their electrostrictive properties are also studied. Moreover, harvested current and harvested power from vibration energy of these composites are evaluated and performed on the
double clamp holder with help of shaker. The study has demonstrated a useful way to simultaneously improve the energy conversion for electroactive materials as well as render it suitable
for energy harvesting. From the results show the dielectric constant of composite films strongly increases with filler loading, which was related to the interfacial charge distribution between the PU
and either PANI or graphene fillers. Consequently, the increments of the electrostriction coefficient in electrostrictive polymer composites were observed with increasing filler contents A greater
electrostriction effect of the PU three-phase composites at low electric field significantly is higher which related with contribute to conduction and interfacial polarization base on space charges
distribution, filler-filler network and microstructure on crystallinity in the HS domain of PU matrix. Thus, larger induced strain behavior can be obtained on three phase composites. The coexistence
with PANI and graphene in the electrostrictive PU matrix strongly relate to the energy conversion ability and provided high output power. Therefore, as the results indicated that they can be a
potentially good actuator and vibration energy harvesting. |
| author2 |
Faculty of Science (Physics) |
| author_facet |
Faculty of Science (Physics) ชัชชัย พุทซ้อน นันทกาญจน์ มุรศิต |
| format |
Technical Report |
| author |
ชัชชัย พุทซ้อน นันทกาญจน์ มุรศิต |
| author_sort |
ชัชชัย พุทซ้อน |
| title |
การขึ้นรูปและการเก็บเกี่ยวพลังงานจากการสั่นของวัสดุประกอบอิเล็กโทรสตริกทิฟที่เจือสารนำไฟฟ้าด้วยเทคนิก การยิงแสงเลเซอร์กำลังสูง |
| title_short |
การขึ้นรูปและการเก็บเกี่ยวพลังงานจากการสั่นของวัสดุประกอบอิเล็กโทรสตริกทิฟที่เจือสารนำไฟฟ้าด้วยเทคนิก การยิงแสงเลเซอร์กำลังสูง |
| title_full |
การขึ้นรูปและการเก็บเกี่ยวพลังงานจากการสั่นของวัสดุประกอบอิเล็กโทรสตริกทิฟที่เจือสารนำไฟฟ้าด้วยเทคนิก การยิงแสงเลเซอร์กำลังสูง |
| title_fullStr |
การขึ้นรูปและการเก็บเกี่ยวพลังงานจากการสั่นของวัสดุประกอบอิเล็กโทรสตริกทิฟที่เจือสารนำไฟฟ้าด้วยเทคนิก การยิงแสงเลเซอร์กำลังสูง |
| title_full_unstemmed |
การขึ้นรูปและการเก็บเกี่ยวพลังงานจากการสั่นของวัสดุประกอบอิเล็กโทรสตริกทิฟที่เจือสารนำไฟฟ้าด้วยเทคนิก การยิงแสงเลเซอร์กำลังสูง |
| title_sort |
การขึ้นรูปและการเก็บเกี่ยวพลังงานจากการสั่นของวัสดุประกอบอิเล็กโทรสตริกทิฟที่เจือสารนำไฟฟ้าด้วยเทคนิก การยิงแสงเลเซอร์กำลังสูง |
| publisher |
มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ |
| publishDate |
2022 |
| url |
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/17648 https://tnrr.nriis.go.th/#/services/research-report/detail/305361 |
| _version_ |
1751548910150615040 |
| spelling |
th-psu.2016-176482022-11-21T04:29:24Z การขึ้นรูปและการเก็บเกี่ยวพลังงานจากการสั่นของวัสดุประกอบอิเล็กโทรสตริกทิฟที่เจือสารนำไฟฟ้าด้วยเทคนิก การยิงแสงเลเซอร์กำลังสูง รายงานวิจยัฉบบัสมบูรณ์ โครงการ การขึ้นรูปและการเก็บเกี่ยวพลังงานจากการสั่นของวัสดุประกอบอิเล็กโทรสตริกทิฟที่เจือสารนำไฟฟ้าด้วยเทคนิกการยิงแสงเลเซอรกำลังสูง Fabrication and vibration energy harvesting of the flexible electrostrictive composites with conducting additive interaction using a pulsed laser ablation technique ชัชชัย พุทซ้อน นันทกาญจน์ มุรศิต Faculty of Science (Physics) คณะวิทยาศาสตร์ ภาควิชาฟิสิกส์ โพลิยูริเธน โพลิอะนิลีน Electrostrictive polymers have demonstrated an ability to convert mechanical energy into electrical energy and vice versa. The mechanism to be used in this study is to apply mechanical strain to the polymer and measure its generated electricity. This energy conversion has been exploited in an extensive range of applications, including sensors and actuators. The goal of energy harvesting is to capture the energy surrounding the material and then convert it into usable electrical energy. Recently, electrostrictive polymers have gained their renewed interest as smart materials for energy harvesting. It is possible that the energy harvested on ambient vibration with electrostrictive polymers can lead to the self-powered electronic devices, e.g., wireless sensors without the battery usage. The purpose of this research is to fabricate the novel electrostrictive polymer composites base on interfacial mechanism for energy harvesting and flexible actuators. This research, a pulsed laser ablation technique was used to synthesize of conducting nanoparticles, while conductive polyaniline (PANI) and graphene (GRN) used as fillers for electrostrictive polymer composite. The Three phase composite can enhance the electric field-induced strain and energy harvesting capability of electrostrictive materials with accumulated charges and interfacial polarization. Important parameters such as the figure of merit for analyzing the energy conversion capability of these composites are characterized by morphological, thermal, dielectric and electrostrictive properties. The electrostrictive coefficient of all samples was investigate using a photonic displacement apparatus setup. This coefficient is one of crucial parameters for predicting the energy harvesting. Effect of fillers on their electrostrictive properties are also studied. Moreover, harvested current and harvested power from vibration energy of these composites are evaluated and performed on the double clamp holder with help of shaker. The study has demonstrated a useful way to simultaneously improve the energy conversion for electroactive materials as well as render it suitable for energy harvesting. From the results show the dielectric constant of composite films strongly increases with filler loading, which was related to the interfacial charge distribution between the PU and either PANI or graphene fillers. Consequently, the increments of the electrostriction coefficient in electrostrictive polymer composites were observed with increasing filler contents A greater electrostriction effect of the PU three-phase composites at low electric field significantly is higher which related with contribute to conduction and interfacial polarization base on space charges distribution, filler-filler network and microstructure on crystallinity in the HS domain of PU matrix. Thus, larger induced strain behavior can be obtained on three phase composites. The coexistence with PANI and graphene in the electrostrictive PU matrix strongly relate to the energy conversion ability and provided high output power. Therefore, as the results indicated that they can be a potentially good actuator and vibration energy harvesting. พอลิเมอร์อิเล็กโทรสตริกทิฟเป็นหนึ่งในพอลิเมอร์ทางไฟฟ้าที่สามารถแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าและในทางกลับกัน การเพิ่มความสามารถทางไฟฟ้ากลของพอลิเมอร์ชนิดนี้มีผลทำให้กำลังไฟฟ้าที่เก็บเกี่ยวได้มีค่าเพิ่มขึ้น การแปลงพลังงานจากพอลิเมอร์อิเล็กโทรสตริกทิฟและการเก็บเกี่ยวพลังงานจากแหล่ง แหล่งกำเนิดที่อยู่ล้อมรอบตัวเราหรือพลังงานที่เหลือใช้ได้แก่ ความร้อน การสั่นไหวได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากมีบทบาทสำคัญโดยตรงสำหรับการประยุกต์ในอุปกรณ์ที่ให้พลังงานเลี้ยงตัวเองและเครือข่าย เซนเซอร์แบบไร้สายโดยไม่พึ่งพาแบตเตอรี่ พอลิยูรีเทนเป็นหนึ่งในพอลิเมอร์อิเล็กโทรสตริกทิฟที่สามารถ นำมาใช้เป็นวัสดุเก็บเกี่ยวพลังงาน โดยวัตถุประสงค์หลักของโครงการวิจัยนี้คือเตรียมพอลิเมอร์อิเล็กโทรสตริกทิฟพอลิยูรีเทนให้มีความสามารถในการแปลงพลังงานสำหรับการเก็บเกี่ยวพลังงานและเป็นตัวกระตุ้นชนิดยืดหยุ่น งานวิจัยเริ่มต้นโดยการเตรียมฟิล์มพอลิยูรีเทนและวัสดุประกอบพอลิยูรีเทนด้วยวิธีหล่อฟิล์มบาง และเตรียมอนุภาคทองแดงด้วยเทคนิกทางการยิงแสงเลเซอร์กำลังสูง และเจือด้วยพอลิเมอร์นำไฟฟ้าพอลิอะนิลีนและกราฟีน รวมถึงการเตรียมฟิล์มพอลิเมอร์อิเล็กโทรสตริกทิฟในรูปพอลิเมอร์ประกอบชนิดสามเฟสร่วม ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเพิ่มประจุไฟฟ้าและโพลาไรเซชันของสาร ฟิล์มที่เตรียมได้จะถูกนำไปทดสอบสมบัติทาง กายภาพ สมบัติความร้อน และสมบัติไดอิเล็กทริก นอกจากนี้ยังศึกษาสมบัติอิเล็กโทรสตริกทิฟด้วยชุดการวัดการกระจัดโดยอาศัยเทคนิกโฟโตนิกเลเซอร์ และศึกษาการแปลงพลังงานของฟิล์มที่เตรียมได้ด้วยชุดการสั่นสะเทือน จากการทดสอบส่วนสำคัญพบว่าค่าไดอิเล็กทริกมีค่าสูงขึ้นเมื่อปริมาณสารเจือเพิ่มขึ้นซึ่งสัมพันธ์ กับองค์ประกอบของประจุไฟฟ้าและโพลาไซเซชันชนิดอินเทอร์เฟสเซียลระหว่างพอลิยูรีเทนและสารเจือ นอกจากนี้พบว่าค่าไดอิเล็กทริกของฟิล์มวัสดุประกอบชนิดสามเฟสร่วมให้ค่าสูง ยังพบว่าค่าสัมประสิทธิ์อิเล็กโทรสตริกทิฟของฟิล์มวัสดุประกอบชนิดสามเฟสร่วมมีค่าซึ่งสอดคล้องกับค่าไดอิเล็กทริกและการเชื่อมต่อกัน และกัน และยังพบว่ากำลังไฟฟ้าที่เกี่ยวเก็บได้จากการสั่นของฟิล์มวัสดุประกอบชนิดสามเฟสร่วมมีค่าสูง งานวิจัยนี้ทำให้เห็นว่าฟิล์มประกอบพอลิยูรีเทนที่เตรียมขึ้นนั้นสามารถนำไปใช้งานเป็นตัวกระตุ้นและการเก็บเกี่ยวพลังงานจากการสั่นไหว 2022-11-21T04:29:06Z 2022-11-21T04:29:06Z 2562 Technical Report http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/17648 https://tnrr.nriis.go.th/#/services/research-report/detail/305361 th มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ |