Contact-Separation Triboelectric Nanogenerators with Variable-Angle Motion: An Electromagnetic Approach Based on Maxwell's Equations

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Résumé

Triboelectric nanogenerators (TENGs), which are primarily based on Maxwell's equations, provide a lightweight, cost-effective approach for energy harvesting and self-powered sensing, particularly excelling in low-frequency mechanical energy conversion. While conventional research primarily focuses on vertical or horizontal contact-separation, a theoretical framework for variable-angle motion remains underdeveloped. This study formulates an electromagnetic model for variableangle contact-separation TENGs using Maxwell's equations, incorporating mechanically induced charge redistribution to refine the theoretical electric potential distribution. Analytical solutions confirm that angular motion can enhance displacement current and energy conversion efficiency. To validate the proposed model, simulated electric potential outputs are compared with experimental results from a prototyped multilayer zigzag TENG structure, demonstrating strong agreement and practical feasibility. These findings provide a robust theoretical foundation for optimizing TENG performance in dynamic mechanical systems, with applications in sustainable energy, mechanical sensing, and IoT devices.

langue originaleAnglais
titre2025 IEEE International Symposium on Antenna Technology and Applied Electromagnetics, ANTEM 2025
EditeurInstitute of Electrical and Electronics Engineers Inc.
Pages206-209
Nombre de pages4
ISBN (Electronique)9798331543860
Les DOIs
étatPublié - 2025
Modification externeOui
Evénement20th IEEE International Symposium on Antenna Technology and Applied Electromagnetics, ANTEM 2025 - St. John's, Canada
Durée: 20 juil. 202523 juil. 2025

Série de publications

Nom2025 IEEE International Symposium on Antenna Technology and Applied Electromagnetics, ANTEM 2025

Conférence

Conférence20th IEEE International Symposium on Antenna Technology and Applied Electromagnetics, ANTEM 2025
Pays/TerritoireCanada
La villeSt. John's
période20/07/2523/07/25

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