[發明專利]一種摩擦發電機

有效

• 申請號: 201811194254.6
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN111049417B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 王杰;程萍;郭恒宇;文震;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;B82Y30/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明公開了一種摩擦發電機，包括：殼體，所述殼體具有內腔；摩擦層，所述摩擦層設置在殼體內壁上；以及活動體，所述活動體位于所述殼體的內腔中，并且所述活動體的空腔設置有液體；其中，所述活動體能夠在外力和所述液體的作用下，改變與所述摩擦層的接觸面積。本發明提供的摩擦發電機中的活動體在其內部液體的作用下，能夠改變與電極層的接觸面積，即將傳統的硬質點接觸改為柔性面接觸，提高了發電機的輸出性能。

技術領域

本發明涉及納米新能源領域，具體涉及一種摩擦發電機。

背景技術

自從摩擦發電機被提出以來，其得到快速發展，而且相對于傳統的電磁發電機，摩擦發電機不需要沉重的材料和設備，可以利用簡單輕便的材料即可制備。并且當其用于收集海洋能時，也不會像傳統的電磁發電機由于電磁鐵的存在，對海洋生物以及過往船只造成影響。

現有的用于收集海洋能的摩擦發電機主要三種：第一種是通過固定液體界面摩擦發電，但是在海水中存在大量的離子，具有很強的導電性能，可能會將摩擦產生的大部分電荷轉移走，削弱了發電機的輸出；第二種是利用摩擦與電磁混合發電機，這種方法收集海洋能解決了摩擦納米發電機的密封的問題，但是引入了磁鐵，可能會影響海洋生物以及過往船只；第三種是通過海浪沖擊摩擦發電機，這種發電機采用固體電極和固體電極之間接觸和摩擦的形式來產生電荷，而且發電機一般采用容易大面積集成的球式結構。

現有的球形結構的發電機的接觸形式是硬質點接觸，接觸面積相對太小，轉移電荷量也相對較小，因此發電機的輸出性能不理想。

發明內容

有鑒于此，為了克服上述問題的至少一個方面，本發明的實施例提供一種摩擦發電機，一種摩擦發電機，包括：殼體，所述殼體具有內腔；摩擦層，所述摩擦層設置在殼體內壁上；以及活動體，所述活動體位于所述殼體的內腔中，并且所述活動體的空腔設置有液體；其中，所述活動體能夠在外力和所述液體的作用下，改變與所述摩擦層的接觸面積。

進一步地，所述液體的體積至少為所述活動體的空腔的體積的50％。

進一步地，所述液體為水、水銀或水溶劑中的一種。

進一步地，所述接觸面積為所述活動體表面積的1/5-1/3。

進一步地，所述摩擦層包括第一摩擦層和第二摩擦層，所述第一摩擦層和所述第二摩擦層絕緣設置。

進一步地，所述殼體采用至少一種防水材料制成。

進一步地，所述活動體采用柔性材料制成。

進一步地，所述活動體的厚度在0.2mm-24mm之間。

進一步地，所述摩擦層包括：

電極層，所述電極層設置在殼體內壁上；

電介質層，所述電介質層設置在所述電極層上，使得所述電極層位于所述殼體的內壁和所述電介質層之間；

其中，所述活動體能夠在所述液體的作用下，增大與所述電介質層的接觸面積。

進一步地，所述電極層包括第一電極層和第二電極層，所述第一電極層和所述第二電極層絕緣設置。

進一步地，所述活動體采用柔性且電負性強的材料制成。

進一步地，所述活動體采用硅膠制成。

與現有技術相比，本發明具有以下優點之一：

1、發電機的活動體采用柔性材料制成，能夠增大與電極層的接觸面積，即將傳統的硬質點接觸改為柔性面接觸，提高了發電機的輸出性能；

2、殼體采用防水材料制成，可以使得發電機在水中環境中工作；

3、可以根據不同水域具體環境的不同，改變活動體的厚度，實現發電機最優的輸出；