[發(fā)明專利]一種摩擦納米發(fā)電機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711476905.6
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN109546883B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許亮;鐘偉;其他發(fā)明人請求不公開姓名
• 申請（專利權(quán)）人: 北京納米能源與系統(tǒng)研究所
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

本發(fā)明涉及納米新能源、波浪能收集領(lǐng)域，公開了一種摩擦納米發(fā)電機(jī)，該摩擦納米發(fā)電機(jī)包括殼體和發(fā)電機(jī)組件，發(fā)電機(jī)組件置于殼體內(nèi)部，且發(fā)電機(jī)組件包括若干發(fā)電機(jī)單元，其中，每個(gè)發(fā)電機(jī)單元包括兩個(gè)相對設(shè)置的擋片、位于兩個(gè)擋片之間的滾盤以及置于滾盤周側(cè)且與兩個(gè)擋片配合形成滾盤運(yùn)動(dòng)腔的滾道，其中：滾盤可相對于擋片沿滾道的內(nèi)表面滾動(dòng)地設(shè)置于滾盤運(yùn)動(dòng)腔內(nèi)；至少一個(gè)擋片包括基板以及置于基板朝向滾盤一側(cè)且相互絕緣的第一摩擦電極單元和第二摩擦電極單元。該摩擦納米發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，可在波浪激勵(lì)作用下，基于滾盤的運(yùn)動(dòng)，依靠摩擦電極層產(chǎn)生交流電并加載給負(fù)載，實(shí)現(xiàn)對波浪能的吸收并轉(zhuǎn)化為電能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米新能源、波浪能收集領(lǐng)域，特別涉及一種摩擦納米發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)

現(xiàn)代社會資源環(huán)境的約束對于清潔可再生能源提出了更高的要求，而波浪能作為一種清潔能源具有極大的應(yīng)用潛力，而現(xiàn)有波浪能收集技術(shù)一般采用電磁式發(fā)電機(jī)，存在技術(shù)復(fù)雜、成本較高等限制，且經(jīng)過多年的發(fā)展，仍停留在小規(guī)模試驗(yàn)運(yùn)行階段。

摩擦納米發(fā)電技術(shù)的基本原理是利用摩擦(接觸)在兩表面(其中至少一個(gè)為絕緣材料)生成靜電荷，當(dāng)接觸表面分離時(shí)，靜電荷的分離產(chǎn)生電勢差，驅(qū)動(dòng)絕緣表面下感應(yīng)電極中的自由電荷定向移動(dòng)，從而收集環(huán)境中的機(jī)械能，并轉(zhuǎn)化為電能。摩擦納米發(fā)電技術(shù)尤其適用于收集低頻運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，且具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、材料選擇豐富等優(yōu)勢。將其應(yīng)用于波浪能收集領(lǐng)域，將提供一條新的技術(shù)路徑。

因此，制造一種應(yīng)用納米摩擦發(fā)電技術(shù)的用于收集波浪的摩擦納米發(fā)電機(jī)器顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種摩擦納米發(fā)電機(jī)，上述摩擦納米發(fā)電機(jī)通過裝置在波浪中晃動(dòng)，基于內(nèi)部結(jié)構(gòu)間發(fā)生的摩擦產(chǎn)生電能，并供給負(fù)載，簡潔的裝置結(jié)構(gòu)利于較好的吸收波浪能并將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種摩擦納米發(fā)電機(jī)，包括殼體和發(fā)電機(jī)組件，所述發(fā)電機(jī)組件置于所述殼體內(nèi)部，且所述發(fā)電機(jī)組件包括若干發(fā)電機(jī)單元，其中，每個(gè)所述發(fā)電機(jī)單元包括兩個(gè)相對設(shè)置的擋片、位于兩個(gè)所述擋片之間的滾盤以及置于所述滾盤周側(cè)且與兩個(gè)所述擋片配合形成滾盤運(yùn)動(dòng)腔的滾道，其中：

所述滾盤可相對于所述擋片沿所述滾道的內(nèi)表面滾動(dòng)地設(shè)置于所述滾盤運(yùn)動(dòng)腔內(nèi)；

至少一個(gè)所述擋片包括基板以及置于所述基板朝向所述滾盤一側(cè)的第一摩擦電極單元和第二摩擦電極單元，所述第一摩擦電極單元和第二摩擦電極單元相互絕緣。

上述摩擦納米發(fā)電機(jī)中，摩擦納米發(fā)電機(jī)包括殼體和置于殼體內(nèi)部的發(fā)電機(jī)組件，而發(fā)電機(jī)組件包括若干發(fā)電機(jī)單元，每個(gè)發(fā)電機(jī)單元包括兩個(gè)相對設(shè)置的擋片、位于兩個(gè)擋片之間的滾盤以及置于滾盤周側(cè)且與兩個(gè)擋片配合形成滾盤運(yùn)動(dòng)腔的滾道。當(dāng)殼體受到波浪等機(jī)械能激勵(lì)時(shí)，每個(gè)發(fā)電機(jī)單元內(nèi)的滾盤可相對于擋片在滾盤運(yùn)動(dòng)腔內(nèi)、沿滾道的內(nèi)表面滾動(dòng)，且在該過程中滾盤與位于其兩側(cè)的至少一個(gè)擋片上的摩擦電極層不斷摩擦，從而使得滾盤上產(chǎn)生電荷；該電荷可在相互絕緣的第一摩擦電極單元與第二摩擦電極單元上感應(yīng)產(chǎn)生在第一摩擦電極單元與第二摩擦電極單元間來回移動(dòng)的電荷，從而產(chǎn)生交流電供給負(fù)載。綜上，本發(fā)明提供的摩擦納米發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，可在波浪的激勵(lì)作用下，基于滾盤的運(yùn)動(dòng)，依靠摩擦電極層產(chǎn)生交流電并加載給負(fù)載，實(shí)現(xiàn)對波浪能的吸收并轉(zhuǎn)化為電能。

因此，上述摩擦納米發(fā)電機(jī)通過裝置在波浪中晃動(dòng)中，基于內(nèi)部結(jié)構(gòu)間發(fā)生的摩擦產(chǎn)生電能，并供給負(fù)載，簡潔的裝置結(jié)構(gòu)利于較好的吸收波浪能并將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

優(yōu)選地，所述滾盤為非絕緣材料制備的滾盤，每個(gè)所述擋片中：

所述第一摩擦電極單元包括設(shè)置于所述基板朝向所述滾盤一側(cè)表面的第一電極層、設(shè)置于所述第一電極層背離所述基板一側(cè)的第一摩擦層；