[發明專利]一種鹽溶液性能增強的水伏發電機及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010171643.8
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN113395010B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 張珽;李連輝;郝明明;王書琪;白元元
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;H01B5/14;H01B13/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰;陽志全

1.一種鹽溶液性能增強的水伏發電機，其特征在于，包括具有納米導電材料層(11)的功能化薄膜(1)和分別設置在所述功能化薄膜(1)的長度方向的兩端且不相交的上電極(2)和下電極(3)，所述功能化薄膜(1)包括分別位于其長度方向的兩端的疏水區域(1a)與親水區域(1b)，所述納米導電材料層(11)在所述疏水區域(1a)和所述親水區域(1b)均形成有納米導電材料形成的導電網絡(110)，且所述上電極(2)設于所述疏水區域(1a)，所述下電極(3)設于所述親水區域(1b)，所述上電極(2)和所述下電極(3)與自身所處區域的導電網絡(110)導通；所述親水區域(1b)設有所述下電極(3)的部分始終浸沒于水溶液中，所述疏水區域(1a)設有所述上電極(2)的部分始終暴露于水溶液表面之外，所述上電極(2)、所述下電極(3)之間區域內的水氣化過程中在親水區域構建的溶質濃度梯度使兩電極間形成濃差擴散電勢。

2.根據權利要求1所述的鹽溶液性能增強的水伏發電機，其特征在于，所述導電網絡(110)包括位于所述納米導電材料層(11)內部和/或表面的微米級和/或納米級的非平面結構。

3.根據權利要求2所述的鹽溶液性能增強的水伏發電機，其特征在于，所述非平面結構的形狀包括微孔狀、管狀通道、凹槽結構中的任意一種或至少兩種的組合。

4.根據權利要求2所述的鹽溶液性能增強的水伏發電機，其特征在于，所述納米導電材料層(11)的材質選自炭黑、碳納米管、石墨烯、金屬納米線、導電聚合物材料、導電二維材料中的至少一種。

5.根據權利要求4所述的鹽溶液性能增強的水伏發電機，其特征在于，所述功能化薄膜(1)還包括電絕緣的襯底材料層(12)，所述納米導電材料層(11)形成于所述襯底材料層(12)的一個表面。

6.根據權利要求1-5任一所述的鹽溶液性能增強的水伏發電機，其特征在于，所述納米導電材料層(11)的厚度為0.1～100μm，和/或，所述功能化薄膜(1)的方塊電阻為0.01～1兆歐。

7.一種鹽溶液性能增強的水伏發電機的制備方法，其特征在于，所述水伏發電機為權利要求1至6任一所述的水伏發電機，所述制備方法包括以下步驟：

提供功能化漿料，所述功能化漿料包括溶劑以及均勻分散于溶劑中的納米導電材料；

將所述功能化漿料涂覆于襯底材料層(12)上，形成導電薄膜；

將所述導電薄膜的一端進行親水化處理，得到部分親水化的導電的功能化薄膜(1)；

在所述功能化薄膜(1)的親水化處理后的一端和未親水化處理的另一端分別形成下電極(3)和上電極(2)。

8.根據權利要求7所述的鹽溶液性能增強的水伏發電機的制備方法，其特征在于，所述功能化漿料的制作方式為：將納米導電材料于有機的溶劑中充分分散后獲得，所述溶劑包括乙醇、水、環己烷、正己烷、丙酮、甲苯、苯、三氯甲烷和四氯化碳中的任意一種或兩種以上的組合。

9.根據權利要求7所述的鹽溶液性能增強的水伏發電機的制備方法，其特征在于，所述功能化漿料的厚度為0.1～100μm，和/或，所述功能化薄膜(1)的方塊電阻為0.01～1兆歐。

10.一種可穿戴汗液發電系統，其特征在于，采用權利要求1-6任一所述的鹽溶液性能增強的水伏發電機。