[發明專利]一種基于逆向電潤濕技術的滑動式能量轉換裝置

在審

• 申請號: 201610724024.0
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN107786117A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 田雨農;林同福
• 申請（專利權）人: 大連樓蘭科技股份有限公司
• 主分類號: H02N1/08
• 分類號: H02N1/08
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙)21235
• 代理人: 李猛

技術領域

本發明涉及一種能量轉換裝置，屬于能量采集技術領域。

背景技術

近幾十年來，隨著世界經濟的快速發展，地球上的化石燃料消耗速度飛快，照此速度，化石燃料將在未來的幾十年里消耗殆盡。人們已經意識到這一點，并一直努力尋找化石燃料的替代品以防范未來可能出現的能源危機。風能、太陽能、潮汐能、地熱能等綠色能源的開發都已經有成熟的技術并被應用于商業化運作。其實在我們生活的環境里，除了上述的這些可再生能源，還存在許多司空見慣卻難以利用的機械能，如噪音、人的行走過程以及機器工作過程中所產生的振動等，這類能量數量巨大且分布廣泛，目前還缺乏有效的技術手段來采集和利用它們。而現有的一些技術如電磁發電、壓電發電、摩擦發電等都被應用于采集這些機械能，但由于受到各種技術及客觀原因的制約，目前尚未形成有效的應用，主要的技術瓶頸還在于能量的轉化率過低、輸出功率太小而缺乏實際應用價值。

發明內容

為解決現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提供一種能夠將機械能轉化為電能的基于逆向電潤濕技術的滑動式能量轉換裝置。

本發明的技術方案是：一種基于逆向電潤濕技術的滑動式能量轉換裝置，包括相互平行設置的上基板和下基板，上基板在外力作用下相對于固定的下基板做左右往復的滑動，所述上基板下表面交錯鋪設第一電極條和第一介電條，第一電極條和第一介電條下表面鋪設低表面能材料層，所述下基板上表面鋪設電極層，電極層上設有介電層，介電層上設有導電液滴陣列，所述導電液滴陣列頂部與低表面能材料層接觸，所述第一電極條和電極層與偏置電壓源連接。

所述電極層為一體的金屬電極層。

所述電極層包括交錯鋪設的第二電極條和第二介電條，第二電極條與偏置電壓源連接。

所述第一電極條通過濺射方式置于上基板下表面。

所述電極層通過濺射方式置于下基板上表面。

所述第二電極條通過濺射方式置于下基板上表面。

所述第一電極條、電極層、第二電極條材質包括金、鉑、銀、銅、錫、鋅、鋁任一種。

組成所述導電液滴陣列的導電液滴材質為液態金屬或合金、無機鹽溶液、有機鹽溶液、無機酸溶液、有機酸溶液、堿溶液、離子液體任一種。

所述上基板和下基板材質包括PP、PE、PC、PMMA、PTFE、PVDF、PVC、PS、PF、PPS、POM、ABS任一種。

所述上基板和下基板厚度100μm-2000μm，間隔為100μm-2000μm，第一電極條、第一介電條、第二電極條、第二介電條的寬度為100μm-2000μm。

本發明的有益效果是：本發明是基于逆向電潤濕的一種能量收集裝置，能將生活中的一些難以利用的機械能轉化成電能。相對于其他的能量收集技術，如電磁發電、壓電發電、摩擦發電技術等，它很大程度地提高了機械能轉化成電能的效率并達到可實際應用的水平。本發明中所提出的技術方案，設置兩平行的基板結構，通過兩基板的往復側向滑動，改變導電液滴與基板上的金屬電極所形成的電容容量大小，引起電容放電而形成電流，實現了機械能到電能的轉化。在實際應用中可以通過改變基板面積的大小、導電液滴陣列的數量及密度、設置基板陣列或連接方式都可以調節該裝置的輸出功率，以適應不同的用途。

附圖說明

本發明共有附圖5幅。

圖1為本發明的第一種結構示意圖；

圖2為本發明的第一種原理圖；

圖3為上基板上鋪設的第一電極條和第一介電條結構放大圖；

圖4為本發明的第二種結構示意圖；

圖5為本發明的第二種原理圖。

圖中附圖標記如下：1、上基板，2、下基板，3、第一電極條，4、第一介電條，5、低表面能材料層，6、導電液滴陣列，7、偏置電壓源，8、第二電極條，9、第二介電條，10、介電層。

具體實施方式

下面結合附圖1-5對本發明做進一步說明：

一種基于逆向電潤濕技術的滑動式能量轉換裝置，包括相互平行設置的上基板1和下基板2，上基板1在外力作用下相對于固定的下基板2做左右往復的滑動，所述上基板1下表面交錯鋪設第一電極條3和第一介電條4，第一電極條3和第一介電條4下表面鋪設低表面能材料層5，所述下基板2上表面鋪設電極層，電極層上設有介電層10，介電層10上設有導電液滴陣列6，所述導電液滴陣列6頂部與低表面能材料層5接觸，所述第一電極條3和電極層與偏置電壓源7連接。上基板1滑動過程中，低表面能材料層5能避免與導電液滴的粘連，從而使導電液滴在上基板1滑動時保持靜止狀態。