[發明專利]一種包括柔性拍打面的摩擦發電裝置和發電方法

有效

• 申請號: 201410201526.6
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN103997253A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 朱光;孟憲松;王中林
• 申請（專利權）人: 國家納米科學中心
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明屬于發電技術領域，具體涉及納米材料、摩擦發電、靜電發電等領域，特別是包括柔性拍打面的摩擦發電裝置和發電方法。?

背景技術

現代社會對于能源的需求越來越大，傳統的能源是基于法拉第電磁感應原理通過消耗自然能源來獲取電能。最近，基于摩擦生電效應及靜電感應原理的摩擦發電機發展迅速，因其特別適于風能等大能源的搜集。風能是一種環保可再生的能源，能被搜集和轉化后給小型電子器件供電。?

現有技術在這方面的研究是基于柔性薄膜和金屬極板接觸、分離來產生電能，但是它在耐久性和電學輸出上都不是很好。因此，有必要開發出耐久性更好，電流輸出更大的發電裝置以更好地應用于風能的搜集。?

發明內容

(一)要解決的技術問題?

本發明所要解決的技術問題是現有的風能發電裝置的耐久性不佳，輸出功能不大的缺點。?

(二)技術方案?

為解決上述技術問題，本發明提出一種發電裝置，其包括第一部件和第二部件，所述第一部件具有第一表面，所述第二部件具有第二表面，所述第一表面的材料和所述第二表面的材料具有不同的摩擦電極序；所述第一部件包括相互絕緣的第一導電層和第二導電層；第二部件為柔性的，并且能夠被外力所擾動，使得所述第二表面的至少一部分和所述第一表面的至少一部分產生至少一次接觸和分離，從而在所述第一部件和第二部件上產生感應電荷，并且通過所述第一導電層和所述第二導電層向外輸出電流。?

根據本發明的具體實施方式，所述第二部件包括第二摩擦層，所述第二表面為該第二摩擦層的表面。?

根據本發明的具體實施方式，所述第二部件的楊氏模量在10MPa和10GPa之間。?

根據本發明的具體實施方式，所述第一導電層與所述第二部件的距離小于所述第二導電層與所述第二部件之間的距離。?

根據本發明的具體實施方式，所述第一表面為所述第一導電層朝向所述第二部件的表面。?

根據本發明的具體實施方式，所述第一部件還包括第一摩擦層，其貼附于所述第一導電層表面，使得所述第一表面為所述第一摩擦層朝向所述第二部件的表面。?

根據本發明的具體實施方式，所述第一部件還包括第一介電層，并且所述第一導電層與第二導電層分別設置在第一介電層的上下表面。?

根據本發明的具體實施方式，所述第一導電層和/或第二導電層包括多個柵格，各個柵格之間相互絕緣。?

根據本發明的具體實施方式，所述第一導電層和第二導電層的柵格相對分布且一一對應。?

根據本發明的具體實施方式，所述第一導電層和第二導電層的柵格的形狀和大小相同。?

根據本發明的具體實施方式，同一導電層的不同柵格通過與另一導電層的全部或部分柵格配合，形成串聯或并聯電路對外部供電。?

此外，本發明提出一種發電方法，包括如下步驟：提供第一部件和柔性的第二部件，所述第一部件包括相互絕緣的第一導電層和第二導電層；使所述第一部件具有第一表面，使所述第二部件具有第二表面，所述第一表面的材料和所述第二表面的材料具有不同的摩擦電極序；通過外力擾動所述第二部件，使得所述第二表面的至少一部分和所述第一表面的至少一部分產生至少一次接觸和分離，從而在所述第一部件和第二部件上產生感應電荷；通過所述第一導電層和所述第二導電層向外輸出電流。?

根據本發明的具體實施方式，所述第二部件包括第二摩擦層，所述第二表面為該第二摩擦層的表面。?

根據本發明的具體實施方式，所述第二部件的楊氏模量在10MPa和10GPa之間。?

根據本發明的具體實施方式，所述第二摩擦層的厚度為10nm～5mm。?

根據本發明的具體實施方式，所述第一表面為第一導電層，并朝向所述第二表面。?

根據本發明的具體實施方式，所述第一部件還包括第一摩擦層，其貼附于所述第一導電層表面，使得所述第一表面為所述第一摩擦層朝向所述第二部件的表面。?

根據本發明的具體實施方式，所述第一部件還包括第一介電層，并且所述第一導電層與第二導電層設置在所述第一介電層的上下表面。?

根據本發明的具體實施方式，所述第一導電層和/或第二導電層包括多個柵格，各個柵格之間相互絕緣。?

根據本發明的具體實施方式，所述第一導電層和第二導電層的柵格相對分布且一一對應。?

根據本發明的具體實施方式，所述第一導電層和第二導電層的柵格的形狀和大小相同。?