Material choices for triboelectric nanogenerators: A critical review
Source abstract
Abstract
Abstract A triboelectric nanogenerator (TENG) is a novel technology with applications in many areas, including energy harvesting, self‐powered sensing, medication, and electronics. The materials used as triboelectric layers are diverse and include polymers, metals, and inorganic materials. The most commonly used materials are dielectric polymers such as PTFE, FEP, PDMS, and Kapton. Green materials, such as cellulose‐based materials, have recently gained increasing interest, and the performance of TENGs using cellulose materials has improved. The material choices are of great importance for TENGs since the triboelectric effects of the materials are fundamental for TENGs. To design a TENG for a particular application, several parameters need to be considered, such as power density, stability, flexibility, and sustainability. This critical review will summarize and evaluate the material choices for TENGs in different applications. image
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Advanced Sensor and Energy Harvesting Materials · Conducting polymers and applications · Tactile and Sensory Interactions
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Department of Natural Sciences Mid Sweden University SE Sundsvall Sweden
Funding
Energimyndigheten · European Regional Development Fund · Stiftelsen Promobilia
References (100+)
Show source-provided references
1. 10.1021/nl404819w10.1021/nl404819w ↗
2. Contact‐electrification between two identical materials: curvature effect
3. 10.1002/adma.20180396810.1002/adma.201803968 ↗
4. 10.1063/1.497720810.1063/1.4977208 ↗
5. 10.1016/j.nanoen.2012.01.00410.1016/j.nanoen.2012.01.004 ↗
6. 10.1039/C4FD00159A10.1039/C4FD00159A ↗
7. 10.1016/j.scib.2019.07.00110.1016/j.scib.2019.07.001 ↗
8. 10.1021/acsnano.9b0223310.1021/acsnano.9b02233 ↗
9. 10.1016/j.mtener.2020.10038610.1016/j.mtener.2020.100386 ↗
10. 10.1021/acsnano.9b0826810.1021/acsnano.9b08268 ↗
11. Biodegradable triboelectric nanogenerator as a life‐time designed implantable power source10.1126/sciadv.1501478 ↗
12. 10.1039/C5EE01532D10.1039/C5EE01532D ↗
13. 10.1016/j.nantod.2016.07.00410.1016/j.nantod.2016.07.004 ↗
14. 10.1002/adfm.20180884910.1002/adfm.201808849 ↗
15. 10.1063/1.497930610.1063/1.4979306 ↗
16. 10.1039/C7TA03092D10.1039/C7TA03092D ↗
17. Reviving vibration energy harvesting and self‐powered sensing by a triboelectric nanogenerator
18. Wang ZL · 2016
19. 10.1038/s41467-019-09461-x10.1038/s41467-019-09461-x ↗
20. 10.1016/j.nanoen.2018.08.07110.1016/j.nanoen.2018.08.071 ↗
21. 10.1016/j.nanoen.2019.10427210.1016/j.nanoen.2019.104272 ↗
22. 10.1016/j.nanoen.2019.10427210.1016/j.nanoen.2019.104272 ↗
23. 10.1021/nl400898510.1021/nl4008985 ↗
24. 10.1002/aenm.20130037610.1002/aenm.201300376 ↗
25. 10.1021/nn402477h10.1021/nn402477h ↗
26. 10.1016/j.nanoen.2014.07.00510.1016/j.nanoen.2014.07.005 ↗
27. 10.1021/acsnano.5b0118710.1021/acsnano.5b01187 ↗
28. 10.1002/aenm.20150179910.1002/aenm.201501799 ↗
29. 10.1016/j.nanoen.2016.08.05110.1016/j.nanoen.2016.08.051 ↗
30. 10.1021/acsnano.7b0297510.1021/acsnano.7b02975 ↗
31. 10.1002/adfm.20160669510.1002/adfm.201606695 ↗
32. 10.1021/acsami.7b0852610.1021/acsami.7b08526 ↗
33. 10.1016/j.eml.2017.07.00510.1016/j.eml.2017.07.005 ↗
34. 10.1021/acsnano.8b0014010.1021/acsnano.8b00140 ↗
35. 10.1002/admt.20170031710.1002/admt.201700317 ↗
36. 10.1038/s41467-019-13166-610.1038/s41467-019-13166-6 ↗
37. 10.1038/ncomms592910.1038/ncomms5929 ↗
38. 10.1021/nl400738p10.1021/nl400738p ↗
39. 10.1021/acsnano.5b0439610.1021/acsnano.5b04396 ↗
40. 10.1021/acsnano.5b0053410.1021/acsnano.5b00534 ↗
41. 10.1002/adma.20140394410.1002/adma.201403944 ↗
42. 10.1016/j.nanoen.2018.05.07110.1016/j.nanoen.2018.05.071 ↗
43. 10.1016/j.nanoen.2013.08.00210.1016/j.nanoen.2013.08.002 ↗
44. 10.1002/adma.20130239710.1002/adma.201302397 ↗
45. 10.1021/nn400770810.1021/nn4007708 ↗
46. 10.1002/adma.20140002110.1002/adma.201400021 ↗
47. 10.1021/nn406361610.1021/nn4063616 ↗
48. High output Piezo/Triboelectric hybrid generator10.1038/srep09309 ↗
49. 10.1021/acsnano.5b0061810.1021/acsnano.5b00618 ↗
50. 10.1002/adma.20140479410.1002/adma.201404794 ↗
51. 10.1016/j.nanoen.2014.09.02110.1016/j.nanoen.2014.09.021 ↗
52. 10.1002/aenm.20150256610.1002/aenm.201502566 ↗
53. 10.1021/acsnano.6b0269310.1021/acsnano.6b02693 ↗
54. 10.1021/acs.nanolett.6b0196810.1021/acs.nanolett.6b01968 ↗
55. 10.1007/s12274-017-1668-210.1007/s12274-017-1668-2 ↗
56. 10.1021/nn403751410.1021/nn4037514 ↗
57. 10.1063/1.486813010.1063/1.4868130 ↗
58. 10.1126/sciadv.160009710.1126/sciadv.1600097 ↗
59. 10.1016/j.nanoen.2015.04.02010.1016/j.nanoen.2015.04.020 ↗
60. 10.1016/j.nanoen.2017.10.04010.1016/j.nanoen.2017.10.040 ↗
61. 10.1016/j.nanoen.2016.12.03210.1016/j.nanoen.2016.12.032 ↗
62. 10.1016/j.apenergy.2017.07.10910.1016/j.apenergy.2017.07.109 ↗
63. 10.1016/j.nanoen.2019.10388510.1016/j.nanoen.2019.103885 ↗
64. 10.1016/j.nanoen.2018.12.01310.1016/j.nanoen.2018.12.013 ↗
65. 10.1021/nn507455f10.1021/nn507455f ↗
66. 10.1002/adma.20150256010.1002/adma.201502560 ↗
67. 10.1038/ncomms1298510.1038/ncomms12985 ↗
68. 10.1063/1.502847810.1063/1.5028478 ↗
69. 10.1021/nn404023v10.1021/nn404023v ↗
70. 10.1021/nn403838y10.1021/nn403838y ↗
71. 10.1016/j.nanoen.2013.03.00110.1016/j.nanoen.2013.03.001 ↗
72. 10.1021/nn504243j10.1021/nn504243j ↗
73. 10.1021/am500864t10.1021/am500864t ↗
74. 10.1002/adma.20140118410.1002/adma.201401184 ↗
75. 10.1021/nn507221f10.1021/nn507221f ↗
76. 10.1021/acsnano.5b0201010.1021/acsnano.5b02010 ↗
77. 10.1002/adhm.20170129810.1002/adhm.201701298 ↗
78. 10.1002/adma.20140242810.1002/adma.201402428 ↗
79. 10.1016/j.nanoen.2016.09.03610.1016/j.nanoen.2016.09.036 ↗
80. 10.1002/adfm.20150439610.1002/adfm.201504396 ↗
81. 10.1021/acsnano.6b0156910.1021/acsnano.6b01569 ↗
82. 10.1126/sciadv.170069410.1126/sciadv.1700694 ↗
83. Self‐powered real‐time movement monitoring sensor using triboelectric nanogenerator technology10.1038/s41598-017-10990-y ↗
84. 10.1016/j.nanoen.2016.12.00610.1016/j.nanoen.2016.12.006 ↗
85. 10.1016/j.nanoen.2017.11.02810.1016/j.nanoen.2017.11.028 ↗
86. 10.1021/acsnano.8b0153210.1021/acsnano.8b01532 ↗
87. 10.1021/acsami.7b1461810.1021/acsami.7b14618 ↗
88. 10.1016/j.nanoen.2017.10.02910.1016/j.nanoen.2017.10.029 ↗
89. 10.1021/nn505436510.1021/nn5054365 ↗
90. 10.1002/adma.20130530310.1002/adma.201305303 ↗
91. 10.1038/ncomms1098710.1038/ncomms10987 ↗
92. 10.1126/scirobotics.aat251610.1126/scirobotics.aat2516 ↗
93. 10.1038/ncomms442610.1038/ncomms4426 ↗
94. 10.1016/j.nanoen.2015.06.00610.1016/j.nanoen.2015.06.006 ↗
95. 10.1021/acsami.8b0163510.1021/acsami.8b01635 ↗
96. 10.1038/s41528-017-0007-810.1038/s41528-017-0007-8 ↗
97. 10.1002/aenm.20160170510.1002/aenm.201601705 ↗
98. 10.1016/j.nanoen.2014.09.01810.1016/j.nanoen.2014.09.018 ↗
99. 10.1002/adma.20140206410.1002/adma.201402064 ↗
100. 10.1002/adma.20170345610.1002/adma.201703456 ↗