摩擦电纳米发电机（TENG）在能量收集和自供电传感方面极具应用潜力，而TENG理论为其进一步发展奠定了基础。近日，清华大学Ding Wenbo、大连海事大学Xu Minyi、中国科学院王中林院士对接触分离模式TENG进行了理论分析，包括理论模型、分析方法和验证方法。
本文要点：
1) 作者提出了三个无限平板模型来覆盖接触分离模式TENG的典型形式。根据电荷守恒和静电平衡的物理原理，作者确定了摩擦电荷层上的初始电荷分布和TENG上所有电荷的重新分布，并在此基础上推导了TENG内部的电场、电荷转移过程、外部电路中的传导电流和位移电流。
2) TENG的特征和优值可以直接从提出的理论中获得，这与实践中的现象是一致的。这验证了理论推导，并解释了TENG在实践中的表现。此外，通过比较有限板模型和无限板模型，作者讨论了其适用性，并绘制了更准确的TENG工作原理示意图。此外，作者还提出了一种具有求解方法的电动模型，该模型可应用于任何尺寸的TENG。作者对不同的应用进行了扩展分析，证明了所提出的TENG理论的实用性。
Hongfa Zhao et.al Theoretical modeling of contact-separation mode triboelectric nanogenerators from initial charge distribution EES 2024
DOI: 10.1039/D3EE04143C
https://doi.org/10.1039/D3EE04143C
