[發(fā)明專利]一種利用液滴發(fā)電的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810467496.1
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108418472B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋永欣;徐彬;胡澤坤
• 申請（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號: H02N3/00
• 分類號: H02N3/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 李馨

本發(fā)明公開了一種利用液滴發(fā)電的裝置及方法，所述裝置包括：液滴形成單元，其能夠形成液滴并改變液滴的大小和滴落速度；電能產(chǎn)生單元，其能夠在液滴落入液面后產(chǎn)生雙電層充電電流；以及電能收集和儲存單元，其能夠收集充電電流并進行存儲管理。液滴形成單元包括：流量控制元件以及穩(wěn)壓水柜；電能產(chǎn)生單元包括由多個銅片組成的銅片陣列電極以及單根銅絲電極；電能收集和儲存單元包括：電能收集元件以及電能儲存元件，電能儲存元件分別與銅片陣列電極和單根銅絲電極以及電能收集元件相連接，用以收集和儲存電流。本發(fā)明在液滴落至液面時，通過電能產(chǎn)生裝置和電能收集和儲存元件將微弱電能進行收集。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源發(fā)電領(lǐng)域，具體說是涉及一種新型的利用液滴發(fā)電的的裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著化石燃料等傳統(tǒng)非再生能源的不斷減少，能源危機正在不斷加劇，而且化石燃料燃燒所帶來的環(huán)境問題也越來越突出，人們對于海洋能這一可再生能源的利用越發(fā)重視。雖然對于能夠產(chǎn)生大規(guī)模的電能如波浪能，潮汐能，鹽差能等技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，但是對于微弱電能的收集仍有非常大的進步空間。

目前現(xiàn)有常用的產(chǎn)生微弱電能的技術(shù)和方法主要有：

1)微生物燃料電池：是一種以微生物作為陽極催化劑將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。微生物在厭氧環(huán)境中生長，通過氧化分解有機物產(chǎn)生質(zhì)子和電子，質(zhì)子和電子通過微生物作用轉(zhuǎn)移到陽極，再分別通過分隔膜和外閉合回路到達陰極，與好氧室中的高銅片電勢物質(zhì)(通常是氧氣)結(jié)合生成水。但微生物燃料電池構(gòu)建成本較大，難以在工程中擴大應(yīng)用，產(chǎn)生的電流極弱無法被充分利用，使其發(fā)展受到限制。

2)雨水發(fā)電：研究表明，雨水從兩米高處落在薄片上，此薄片具有壓電性質(zhì)，即晶體在機械力的作用下發(fā)生形變(伸長和壓縮)而引起帶電粒子的相對位移(偏離平衡位置)，從而使晶體的總電矩發(fā)生變化。當(dāng)薄片受到外力的作用而發(fā)生變形時，就會產(chǎn)生電壓。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在類似小雨的情況下，薄片就可以產(chǎn)生微弱的電流。但此具有壓電效應(yīng)的薄片具有韌性差，易斷裂等缺點，發(fā)展受到影響。

3)溫差發(fā)電技術(shù)：主要原理依托于塞貝克效應(yīng)，根據(jù)塞貝克效應(yīng)所顯示的數(shù)據(jù)，通過將熱點材料進行有機的組合，使不同類型的電子材料組成一個循環(huán)，實現(xiàn)整個設(shè)備的正常運行。在溫差發(fā)電設(shè)備中，電子材料的一端處于高溫狀態(tài)，另一端處于低溫狀態(tài)，兩端之間相互激發(fā)形成電動勢，完成從熱能到電能的轉(zhuǎn)化。但此技術(shù)的缺點是能量密度低，發(fā)電效率較小。

目前在國際國內(nèi)，人們對電能的使用絕大部分是直接使用市電或者較大功率的發(fā)電裝置，它們可以提供足夠大的電流電壓來支持各種用電器工作，然而，對于微弱電能，人們卻很少對其儲存利用。近年來，對微弱電能的開發(fā)和利用越來越受到人們的重視，現(xiàn)今的技術(shù)和方法產(chǎn)生的電流和電壓通常是毫安、毫伏級的，如果對這種級別的電能儲存技術(shù)能夠得到推廣，可以為越來越流行使用的類似手機等移動電器解決不間斷供電、隨時充電問題，為人們的生活帶來極大的便利，也為目前日益嚴(yán)重的能源危機做出貢獻。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是要提供一種利用液滴發(fā)電的裝置，該裝置在液滴落至液面時，通過電能產(chǎn)生裝置和電能收集和儲存元件將微弱電能進行收集。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種利用液滴發(fā)電的裝置，其特征在于，包括：

液滴形成單元，所述液滴形成單元能夠形成液滴并改變液滴的大小和滴落速度；

電能產(chǎn)生單元，所述電能產(chǎn)生單元能夠在液滴滴落過程中，產(chǎn)生電流；

以及電能收集和儲存單元，所述電能收集和儲存單元能夠收集和存儲所述電流。

進一步的，作為本發(fā)明的優(yōu)選：

液滴形成單元包括：