Elastic Piezoelectric Nanocomposite Layers for Energy Harvesting Applications

يعد حصاد الطاقة مجا لً مهمًا من الأبحاث لدولة الكويت، بحيث يتم الاعتماد بشكل كامل عى موارد الطاقة المتجددة بحلول نهاية العقد المقبل. يهدف المشروع إلى تطوير تقنية مبتكرة لإنتاج ألياف نانو كهروضوئية مرنة تعتمد عى تقنيات تصنيع مختلفة تعتمد عى التقنية الكهرومغزلية. ويستهدف استكشاف تصنيع وتوصيف حاصدة الطاقة عى أساس الألياف النانوية البوليفينيلدين ) PVDF (. تسمح تقنية التقنية الكهرومغزلية بتطبيقات قيم جهد كهربى عالية والتي ستعزز تشكيل الاستقطاب الكافي داخل β-PVDF . بالإضافة إلى ذلك، من المقرر إضافة بعض الإضافات الإضافية لتعزيز كل من الخواص الكهربائية والميكانيكية للأغشية النانوية الكهربائية، مثل البولى يوريثين ) polyurethane (. من المخطط أن يتم مزج البولي يوريثين كمادة بوليمرية مرنة مع PVDF لتعزيز الخصائص المرنة للأغشية النانوية الكهرضغطية المتطورة. سيتم تحسين نسبة الخلط للحصول عى الحد الأقصى من خصائص كهرضغطية مع إمكانية تحقيق أقصى خصائص المرونة. ومن ثم فانه يمكن اختبار حساسية كهروضغطية من ألياف النانو لتوليف إعدادات التحليل الكهروضغطي. يمكن أن تكون نتائج المشروع عبارة عن حصائر مرنة حساسة مما يجعلها مفيدة في حلول حصاد الطاقة الرخيصة.

Energy harvesting is an important area of research for State of Kuwait, to fully depend on the renewable energy resources by the end of the next decade. The project aims to develop an innovative technique to produce elastic piezoelectric nanofibers based on electrospinning process. It is targeted to explore the fabrication and characterization of an energy harvester based on electrospun Polyvinylidene Fluoride (PVDF) nanofibers. The electrospinning technique allows the applications of high DC-Voltage which will enhance the formation of enough polarization inside β-PVDF, to support parallel β-sheets. Moreover, some more additives are planned to be added to enhance both electric and mechanical properties of the electrospun nanofibers, such as polyurethane (PU). Polyurethane as elastomeric polymer is planned to be blended with PVDF with different lending ratios, to enhance the elastic properties of the developed piezoelectric nanofibers. The blend ratio will be optimized for the maximum piezoelectric properties with maximum elastic properties can be achieved. Then, the piezoelectric sensitivity of our synthesized nanofibers can be tested through an initiated piezoelectric analysis setup to detect few Newtons forces. The outcome of the project can be elastic, sensitive nanogenerator mats which can be helpful in cheap energy harvesting solutions.