Assembling and Characterizing a Simple Tapping-Actuated Triboelectric Nanogenerator as a Pedagogical Tool for Introductory Electronic Circuits

Abstract

Since 2012, when triboelectric nanogenerators (TENGs) were first reported by Wang and co-workers, various applications have taken advantage of the TENGs ability to transform mechanical energy into electrical energy. TENG applications cover a wide range of fields such as electronics, physics, materials science, and engineering. The difference in the language used in the different research fields makes the understanding of results rather challenging for experts outside the fields. This article provides an introductory approach to triboelectric nanogenerators by assembling a Paper and packing Tape TENG by applying an Inquiry-Based Learning strategy. This will allow researchers new to the TENG field to become familiar with the terminology and basic concepts required for the understanding of electrical circuits related to TENG devices. The experiments were performed using LEDs, resistors, and capacitors by characterizing the output voltage and current with a view toward potential applications.

Desde 2012, cuando Wang y sus colaboradores informaron por primera vez sobre los nanogeneradores triboeléctricos (TENG), varias aplicaciones han aprovechado la capacidad de los TENG para transformar la energía mecánica en energía eléctrica. Las aplicaciones de TENG cubren una amplia gama de campos como la electrónica, la física, la ciencia de los materiales y la ingeniería. La diferencia en el lenguaje utilizado en los diferentes campos de investigación hace que la comprensión de los resultados sea un desafío para los expertos fuera de los campos. Este artículo proporciona un enfoque introductorio a los nanogeneradores triboeléctricos ensamblando un TENG de papel y cinta de embalaje mediante la aplicación de una estrategia de aprendizaje basado en la investigación. Esto permitirá a los investigadores nuevos en el campo TENG familiarizarse con la terminología y los conceptos básicos necesarios para comprender los circuitos eléctricos relacionados con los dispositivos TENG. Los experimentos se realizaron con LED, resistencias y capacitores mediante la caracterización del voltaje y la corriente de salida con miras a posibles aplicaciones.