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In Situ Identification of Spin Magnetic Effect on Oxygen Evolution Reaction Unveiled by X-ray Emission Spectroscopy, Journal of the American Chemical Society147,16(2025)
利用X光放射光譜臨場觀測催化劑自旋態變化以揭示磁場增強產氧反應之機制
Chih-Ying Huang, Hsin-An Chen, Wei-Xuan Lin, Kuan-Hung Chen, Yu-Chang Lin, Tai-Sing Wu, Chia-Che Chang, Chih-Wen Pao, Wei-Tsung Chuang, Jyh-Chyuan Jan, Yu-Cheng Shao, Nozomu Hiraoka, Jau-Wern Chiou, Pai-Chia Kuo, Jessie Shiue, Deepak Vishnu S. K, Raman Sankar, Zih-Wei Cyue, Way-Faung Pong*, and Chun-Wei Chen*
2025/08/18
摩擦電奈米發電機（Triboelectric Nanogenerators, TENGs）作為近年新興的能量轉換技術，已推動摩擦電壓力感測器（Triboelectric Pressure Sensors, TES）在高靈敏度與自供電功能上的快速發展。提升此類元件性能的關鍵，在於選擇能充分發揮靜電感應與摩擦起電效應的摩擦電材料。其中，聚偏二氟乙烯（PVDF）因兼具優異的柔韌性與強摩擦負性特性，備受研究關注。然而，原始 PVDF 的多相結構卻限制了其整體摩擦電輸出表現。為突破此瓶頸，本研究開發出一種基於 PVDF 的複合薄膜，摻入經二氧化鈦（TiO₂）修飾的石墨相氮化碳（g-C₃N₄, 簡稱 TiO₂-CN）。將 TiO₂ 納米顆粒引入 g-C₃N₄ 結構，可有效提升其原本偏低的介電常數，並構築出均勻且互連的複合異質結構。透過精準調控 TiO₂ 含量，不僅能防止 g-C₃N₄ 顆粒團聚，還能獲得均質穩定的複合基質，進一步最大化有效自發極化效應。實驗結果顯示，與原始 PVDF 相比，PVDF/TiO₂-CN 製作的 TENG 在摩擦電輸出方面有顯著提升，輸出電壓高出 75 V，可驅動 94 顆 LED 串聯點亮。同時，該複合材料製成的 TES 靈敏度達 1.79 V·kPa⁻¹，較原始 PVDF 的 0.51 V·kPa⁻¹ 提高了三倍。此成果凸顯 PVDF/TiO₂-CN 複合材料在推動新一代自供電可穿戴壓力感測器上的巨大應用潛力。