Triboelectric nanogenerator (TENG), coupling the contact electrification and electrostatic induction, has been proved to be a promising energy harvester due to its excellent reliability, considerable output power, high efficiency, and low cost. Herein, with the designed hydrophobic carbon material methyl-graphdiyne (M-GDY) based nano thorn arrays as TENG core element, we developed a novel high-performance self-powered wind speed sensor possessing remarkable water/cold resistance, which can stably run for a long time and be directly applied in the typical extreme environment. As the electrode composing uniformly distributed methyl groups in a two-dimensional plane, M-GDY can provide a convenient path for rapid charge transfer through interfaces. By in-situ growing M-GDY with nano thorn arrays structure directly on the surface of the copper foil to provide enhanced contact area and superhydrophobic properties, such M-GDY based TENG can be realized simultaneously and induce excellent performance with a stable response and real-time voltage feedback. Significantly, the superhydrophobic properties of that M-GDY-based TENG endow it with broad applicability in humid conditions. Besides, for the unique carbon-rich structure of the M-GDY array, the M-GDY-based TENG can be well applied with stable output performance under different temperatures ranging from −20 °C to 30 °C. The specially designed TENG with GDY-based material affords us a novel TENG core material and expands self-powered devices for a specific environment.

摩擦纳米发电机 (TENG) 将接触起电和静电感应耦合，由于其优异的可靠性、可观的输出功率、高效率和低成本，已被证明是一种很有前途的能量收集器。在此，我们以设计的疏水性碳材料甲基石墨二炔（M-GDY）基纳米刺阵列作为 TENG 核心元件，开发了一种新型高性能自供电风速传感器，具有卓越的耐水/耐寒性，可稳定运行长期直接应用在典型的极端环境中。由于电极在二维平面上由均匀分布的甲基组成，M-GDY 可以为通过界面的快速电荷转移提供便利的路径。通过在铜箔表面直接原位生长具有纳米刺阵列结构的 M-GDY 以提供增强的接触面积和超疏水性能，这种基于 M-GDY 的 TENG 可以同时实现，并具有稳定的响应和真实的性能。 - 时间电压反馈。值得注意的是，基于 M-GDY 的 TENG 的超疏水特性使其在潮湿条件下具有广泛的适用性。此外，由于M-GDY阵列独特的富碳结构，基于M-GDY的TENG可以很好地应用，在-20°C至30°C的不同温度范围内具有稳定的输出性能。使用基于 GDY 的材料专门设计的 TENG 为我们提供了一种新型的 TENG 核心材料，并为特定环境扩展了自供电设备。这种基于 M-GDY 的 TENG 可以同时实现，并具有稳定响应和实时电压反馈的优异性能。值得注意的是，基于 M-GDY 的 TENG 的超疏水特性使其在潮湿条件下具有广泛的适用性。此外，由于M-GDY阵列独特的富碳结构，基于M-GDY的TENG可以很好地应用，在-20°C至30°C的不同温度范围内具有稳定的输出性能。使用基于 GDY 的材料专门设计的 TENG 为我们提供了一种新型的 TENG 核心材料，并为特定环境扩展了自供电设备。这种基于 M-GDY 的 TENG 可以同时实现，并具有稳定响应和实时电压反馈的优异性能。值得注意的是，基于 M-GDY 的 TENG 的超疏水特性使其在潮湿条件下具有广泛的适用性。此外，由于M-GDY阵列独特的富碳结构，基于M-GDY的TENG可以很好地应用，在-20°C至30°C的不同温度范围内具有稳定的输出性能。使用基于 GDY 的材料专门设计的 TENG 为我们提供了一种新型的 TENG 核心材料，并为特定环境扩展了自供电设备。基于 M-GDY 的 TENG 的超疏水特性使其在潮湿条件下具有广泛的适用性。此外，由于M-GDY阵列独特的富碳结构，基于M-GDY的TENG可以很好地应用，在-20°C至30°C的不同温度范围内具有稳定的输出性能。使用基于 GDY 的材料专门设计的 TENG 为我们提供了一种新型的 TENG 核心材料，并为特定环境扩展了自供电设备。基于 M-GDY 的 TENG 的超疏水特性使其在潮湿条件下具有广泛的适用性。此外，由于M-GDY阵列独特的富碳结构，基于M-GDY的TENG可以很好地应用，在-20°C至30°C的不同温度范围内具有稳定的输出性能。使用基于 GDY 的材料专门设计的 TENG 为我们提供了一种新型的 TENG 核心材料，并为特定环境扩展了自供电设备。