Liquid-flow-induced generation of electricity using nanocarbons, particularly graphene-water interface, has received attention for energy harvesting. Here, we have obtained voltage generation from a single water droplet motion on graphene. We have investigated the effect of the graphene surface condition on flow-induced voltage generation, which is controlled by heteroatom doping. Nitrogen-doped graphene shows three times higher voltage generation compared to pristine graphene due to the doping-induced surface charge of graphene. Graphene surface potential tuning by doping is shown to play an important role in voltage generation.

1.
Z.-H.
Lin
,
G.
Cheng
,
S.
Lee
,
K. C.
Pradel
, and
Z. L.
Wang
,
Adv. Mater.
26
,
4690
(
2014
).
2.
Z. L.
Wang
,
T.
Jiang
, and
L.
Xu
,
Nano Energy
39
,
9
(
2017
).
3.
S.
Lee
,
Y.
Kang
,
W.
Jung
,
Y.
Jung
,
S.
Kim
, and
H.
Noh
,
Nanoscale Res. Lett.
8
,
487
(
2013
).
4.
S.
Ghosh
,
A. K.
Sood
, and
N.
Kumar
,
Science
299
,
1042
(
2003
).
5.
P.
Král
and
M.
Shapiro
,
Phys. Rev. Lett.
86
,
131
(
2001
).
6.
B. N. J.
Persson
,
U.
Tartaglino
,
E.
Tosatti
, and
H.
Ueba
,
Phys. Rev. B
69
,
235410
(
2004
).
8.
P.
Dhiman
,
F.
Yavari
,
X.
Mi
,
H.
Gullapalli
,
Y. F.
Shi
,
P. M.
Ajayan
, and
N.
Koratkar
,
Nano Lett.
11
,
3123
(
2011
).
9.
S.
Ho Lee
,
Y.
Jung
,
S.
Kim
, and
C.-S.
Han
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
63116
(
2013
).
10.
S. S.
Kwak
,
S.
Lin
,
J. H.
Lee
,
H.
Ryu
,
T. Y.
Kim
,
H.
Zhong
,
H.
Chen
, and
S.-W.
Kim
,
ACS Nano
10
,
7297
(
2016
).
11.
K. S.
Novoselov
,
A. K.
Geim
,
S. V.
Morozov
,
D.
Jiang
,
Y.
Zhang
,
S. V.
Dubonos
,
I. V.
Grigorieva
, and
A. A.
Firsov
,
Science
306
,
666
(
2004
).
12.
A.
Ashraf
,
Y.
Wu
,
M. C.
Wang
,
K.
Yong
,
T.
Sun
,
Y.
Jing
,
R. T.
Haasch
,
N. R.
Aluru
, and
S.
Nam
,
Nano Lett.
16
,
4708
(
2016
).
13.
X.
Wang
,
X.
Li
,
L.
Zhang
,
Y.
Yoon
,
P. K.
Weber
,
H.
Wang
,
J.
Guo
, and
H.
Dai
,
Science
324
,
768
(
2009
).
14.
X.
Wang
,
H.
Wang
,
T.
Maiyalagan
, and
X.
Wang
,
ACS Catal.
2
,
781
(
2012
).
15.
B.
Guo
,
Q.
Liu
,
E.
Chen
,
H.
Zhu
,
L.
Fang
, and
J. R.
Gong
,
Nano Lett.
10
,
4975
(
2010
).
16.
H.
Liu
,
Y.
Liu
, and
D.
Zhu
,
J. Mater. Chem.
21
,
3335
(
2011
).
17.
M. S.
Rosmi
,
S. M.
Shinde
,
N. D. A.
Rahman
,
A.
Thangaraja
,
S.
Sharma
,
K. P.
Sharma
,
Y.
Yaakob
,
R. K.
Vishwakarma
,
S. A.
Bakar
,
G.
Kalita
,
H.
Ohtani
, and
M.
Tanemura
,
Mater. Res. Bull.
83
,
573
(
2016
).
18.
S.
Sharma
,
G.
Kalita
,
R.
Hirano
,
S. M.
Shinde
,
R.
Papon
,
H.
Ohtani
, and
M.
Tanemura
,
Carbon N. Y.
72
,
66
(
2014
).
19.
T.
Okada
and
S.
Samukawa
,
Nanotechnology
26
,
485602
(
2015
).
20.
T.
Okada
,
K. Y.
Inoue
,
G.
Kalita
,
M.
Tanemura
,
T.
Matsue
,
M.
Meyyappan
, and
S.
Samukawa
,
Chem. Phys. Lett.
665
,
117
(
2016
).
21.
K.
Artyushkova
,
B.
Kiefer
,
B.
Halevi
,
A.
Knop-Gericke
,
R.
Schlogl
, and
P.
Atanassov
,
Chem. Commun.
49
,
2539
(
2013
).
22.
Y. C.
Lin
,
C. Y.
Lin
, and
P. W.
Chiu
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
133110
(
2010
).
23.
R.
Lv
,
Q.
Li
,
A. R.
Botello-Méndez
,
T.
Hayashi
,
B.
Wang
,
A.
Berkdemir
,
Q.
Hao
,
A. L.
Elías
,
R.
Cruz-Silva
,
H. R.
Gutiérrez
,
Y. A.
Kim
,
H.
Muramatsu
,
J.
Zhu
,
M.
Endo
,
H.
Terrones
,
J.-C.
Charlier
,
M.
Pan
, and
M.
Terrones
,
Sci. Rep.
2
,
586
(
2012
).
24.
Y.-F.
Lu
,
S.-T.
Lo
,
J.-C.
Lin
,
W.
Zhang
,
J.-Y.
Lu
,
F.-H.
Liu
,
C.-M.
Tseng
,
Y.-H.
Lee
,
C.-T.
Liang
, and
L.-J.
Li
,
ACS Nano
7
,
6522
(
2013
).
25.
Y.
Xue
,
B.
Wu
,
H.
Liu
,
J.
Tan
,
W.
Hu
, and
Y.
Liu
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
16
,
20392
(
2014
).
26.
J.
Wu
,
L.
Ma
,
R. M.
Yadav
,
Y.
Yang
,
X.
Zhang
,
R.
Vajtai
,
J.
Lou
, and
P. M.
Ajayan
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
7
,
14763
(
2015
).
27.
M.
Wu
,
C.
Cao
, and
J. Z.
Jiang
,
Nanotechnology
21
,
505202
(
2010
).
28.
O. C.
Compton
and
S. T.
Nguyen
,
Small
6
,
711
(
2010
).
You do not currently have access to this content.