[發明專利]一種石墨烯發電器件

無效

• 申請號: 201210119373.1
• 申請日: 2012-04-23
• 公開（公告）號: CN102647113A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 許子寒
• 申請（專利權）人: 許子寒
• 主分類號: H02N3/00
• 分類號: H02N3/00
• 代理公司: 深圳市嘉宏博知識產權代理事務所 44273
• 代理人: 李杰

技術領域

本發明涉及利用石墨烯薄膜材料在發電領域的應用，涉及一種石墨烯發電器件。

背景技術

在2004年英國科學家發現石墨烯材料以來，由于其優異的電學、光學、熱學和力學性能，以及優良的耐酸堿能力，該材料具有巨大的的應用潛力。

在目前已知的材料中，石墨烯薄膜材料具有最高的電子傳導速度，大約為光速的1/300。目前，對于石墨烯材料在發電和儲能領域的研究主要集中于利用石墨烯替代碳作為鋰電池和超級電容器的電極材料。但是，還未有直接利用石墨烯作為發電或者電池主要功能部件的研究。

在納米發電和熱電發電領域，目前的研究有溫差發電，壓電材料發電等技術，但是這些技術面臨著發電效率不高、制造成本高、工藝復雜、器件穩定性差、難以回收利用、對環境造成污染等問題。所以，尋找性能更佳的高效能量轉換技術，必須要新原理突破，發電材料和結構設計已成為納米發電、熱電發電以及電池行業的主要研究方向。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于：克服傳統的電池所用發電過程中安全隱患多、需要使用電充電、壽命短、對人體和環境有危害的缺陷，提供一種安全可靠、不需要使用電充電、使用壽命長、對人體和環境無危害的石墨烯發電器件。

為了解決上述技術問題，本發明提出以下技術方案：一種石墨烯發電器件，包括容器外殼、離子鹽溶液、襯底、石墨烯薄膜、第一電極、第二電極、兩根金屬導線；

該容器外殼包圍形成密閉的空間；

該離子鹽溶液盛放在該容器外殼內；

該離子鹽溶液所含的正價離子，由下列離子中的一種、兩種或者多種混合制成的：銅離子、鐵離子、鈷離子、鎳離子、鋅離子、鉀離子、鈉離子、錳離子、鋁離子、鈣離子、鎂離子、鋰離子；

該襯底安裝在該容器外殼中，并浸在該離子鹽溶液中；

該石墨烯薄膜粘接在該襯底的一面上，該石墨烯薄膜為一層、兩層、三層或四層的薄膜以及含有前述一種、兩種、多種薄膜的混合薄膜；

該第一電極由導電材料制成，該第一電極沉積在襯底上鄰近該石墨烯薄膜的一端，接觸該石墨烯薄膜；

該第一電極的導電材料是由含有下列材料中的一種、兩種或者多種混合制成的：鉑、金、鎳、鐵、石墨、碳、鈷、硅，銀、鋁、錳、銅、鐵、鉬、鉛、鎢、鋅、鋅氧化物、銦錫氧化物；

該第二電極由導電材料制成，該第二電極制作在該襯底上遠離石墨烯薄膜的另一端，不接觸石墨烯薄膜；

該第二電極的導電材料是由含有下列材料中的一種、兩種或者多種混合制成的：石墨烯、鉑、金、石墨、碳、鈷、硅，銀、鋁、錳、銅、鐵、鉬、鉛、鎢、鋅、鋅氧化物、銦錫氧化物；

該兩根金屬導線分別連接該第一電極和該第二電極；

上述襯底、石墨烯薄膜、第一電極、第二電極、兩根金屬導線經封裝為一個整體，浸入該離子鹽溶液中，該兩根金屬導線引到該容器外殼的外部。

上述技術方案的進一步限定在于，該襯底是由金屬、玻璃、石英、云母、硅片、PET板、塑料板或塑料膜材料，或者表面涂覆有導電材料的上述襯底制成的。

上述技術方案的進一步限定在于，該兩根金屬導線通過導電膠或者錫焊固定在該第一電極和該第二電極上，將該發電器件的第一電極、第二電極導出。

為了解決上述技術問題，本發明提出以下第二個技術方案：一種石墨烯發電器件，包括容器外殼、離子鹽溶液、襯底、兩塊石墨烯薄膜、第一電極、第二電極、兩根金屬導線；

該容器外殼包圍形成密閉的空間；

該離子鹽溶液盛放在該容器外殼內；

該離子鹽溶液所含的正價離子，由含有下列離子中的一種、兩種或者多種混合離子制成的：銅離子、鐵離子、鈷離子、鎳離子、鋅離子、鉀離子、鈉離子、錳離子、鋁離子、鈣離子、鎂離子、鋰離子；

該兩塊石墨烯薄膜粘接在該襯底上，該兩塊石墨烯薄膜間隔開一定距離而不接觸，該石墨烯薄膜為一層、兩層、三層或四層的薄膜以及含有前述一種、兩種、多種薄膜的混合薄膜；

該第一電極由導電材料制成，該第一電極沉積在襯底上鄰近其中第一塊石墨烯薄膜處，接觸該第一塊石墨烯薄膜；

該第一電極的導電材料是由含有下列材料中的一種、兩種或者多種混合材料制成的：鉑、金、鎳、鐵、石墨、碳、鈷、硅，銀、鋁、錳、銅、鐵、鉬、鉛、鎢、鋅、鋅氧化物、銦錫氧化物；

該第二電極由導電材料制成，該第二電極沉積在襯底上鄰近其中第二塊石墨烯薄膜處，接觸該第二塊石墨烯薄膜；