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Enhancing Stray Magnetic Energy Harvesting with Flexible PVDF/CoFe2O4 Electrospun Fiber Composite Magneto-Mechano-Electric Generators
Indexado
WoS WOS:001315700000001
Scopus SCOPUS_ID:85205706871
DOI 10.1021/ACSAELM.4C01173
Año 2024
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



This study introduces a highly flexible, vertically installed electrospun PVDF/CoFe2O4 composite-based Magneto-Mechano-Electric (MME) generator designed to capture and utilize environmental stray magnetic noise, a prevalent form of waste energy from electrical power transmission systems. We fabricated highly flexible, freestanding magnetoelectric composite electrospun fibers by combining piezoelectric PVDF polymer and magnetostrictive CoFe2O4. XRD and FTIR analyses confirmed a significant enhancement in the ferroelectric beta-phase content, reaching 86% with the incorporation of CoFe2O4. The electrostatic interaction mechanism between PVDF and CoFe2O4 was explained and validated through Zeta potential and XPS analyses. The developed MME generator demonstrated a high output voltage and power density of 12.1 V and 174 mu W/m(2), respectively, under a low AC magnetic field of 6 Oe. The detailed mechanism of energy generation in the MME device has been explained. The fabricated MME device also demonstrated the highest magnetoelectric voltage coefficient (alpha(MME)) value of 224 V cm(-1) Oe(-1), even in the absence of a magnetic bias DC field. The MME generator has demonstrated stable output harvesting performance across 50,000 testing cycles. This MME generator efficiently harvested low and weak parasitic magnetic noise from various electrical appliances, such as dryers, kettles, and iron boxes, thereby enabling a remote power supply to consumer electronics.

Revista



Revista ISSN
2637-6113

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WOS
Sin Disciplinas
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SciELO
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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Pabba, Durga Prasad - Universidad Tecnológica Metropolitana - Chile
2 Ram, Nayak - Natl Inst Technol - India
National Institute of Technology Tiruchirappalli - India
3 Kaarthik, J. - Natl Inst Technol - India
National Institute of Technology Tiruchirappalli - India
4 Pabba, Naveen Kumar - Natl Inst Technol - India
National Institute of Technology Tiruchirappalli - India
5 Venkateswarlu, Annapureddy - Natl Inst Technol - India
National Institute of Technology Tiruchirappalli - India

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Financiamiento



Fuente
Department of Science and Technology (DST), Government of India

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Agradecimientos



Agradecimiento
The author AV wishes to express gratitude for the support provided by the Department of Science and Technology (DST), Government of India, through the INSPIRE Faculty scheme (Grant No. DST/INSPIRE/04/2016/001295).

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