[發(fā)明專利]一種可變形的高效摩擦發(fā)電裝置及其發(fā)電方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110315633.1
• 申請(qǐng)日: 2021-03-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112838781A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳華民;張誠(chéng);王軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 閩江學(xué)院
• 主分類號(hào): H02N1/04
• 分類號(hào): H02N1/04;F03B13/14
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 吳志龍;蔡學(xué)俊

1.一種可以高效收集波浪能的可變形摩擦發(fā)電裝置，其特征在于：該可形變摩擦發(fā)電裝置包括由外至內(nèi)依次設(shè)置的軟體外殼，能量傳遞介質(zhì)和發(fā)電層；軟體外殼用于隔絕外部液體環(huán)境為給整個(gè)發(fā)電裝置提供保護(hù)，同時(shí)吸收波浪的能量；能量傳遞介質(zhì)可以流動(dòng)，用于將波浪能量高效傳遞給發(fā)電層；

發(fā)電層包括外電極層及位于外電極層內(nèi)的內(nèi)電極層、所述內(nèi)電極層與外電極層之間具有使外電極層內(nèi)與內(nèi)電極層分隔的支撐層；

所述支撐層包括位于內(nèi)電極層表面外側(cè)部的內(nèi)支撐體及位于外電極層表面內(nèi)側(cè)部的外支撐體；

所述內(nèi)支撐體與外支撐體相向面之間具有交錯(cuò)設(shè)置的摩擦凸部；

所述內(nèi)支撐體與外支撐體之間具有間隙。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變形摩擦發(fā)電裝置,其特征在于, 所述外電極層由可延展電極層及柔性絕緣層構(gòu)成，所述柔性絕緣層包裹于可延展電極的表面為其提供支撐, 所述內(nèi)電極層由絕緣層和剛性電極層組成，所述絕緣層包裹于剛性電極層外部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可變形摩擦發(fā)電裝置,其特征在于,所述摩擦凸部表面具有用于增加接觸面積和摩擦效應(yīng)的二級(jí)凸起。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可變形摩擦發(fā)電裝置,其特征在于,所述軟體外殼能隨著波浪運(yùn)動(dòng)而變形，軟體外殼的材料為橡膠、乳膠、塑料、牛津布、強(qiáng)化纖維或滌綸，所述軟體外殼厚度為0.1mm～1mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變形摩擦發(fā)電裝置，其特征在于，所述能量傳遞介質(zhì)為液態(tài)，能量傳遞介質(zhì)為純水或水溶液。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變形摩擦發(fā)電裝置,其特征在于，所述外電極層為球狀或橢圓狀，所述可延展電極具有可拉伸性，能在收縮或擴(kuò)張下保持導(dǎo)電性，可延展電極為導(dǎo)電水凝膠、液態(tài)封裝電極、褶皺金屬電極或褶皺石墨烯電極,所述柔性絕緣層為材料聚甲基硅樹脂、氨基硅樹脂或氟硅樹脂，柔性絕緣層的厚度為0.1mm～1mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變形摩擦發(fā)電裝置,其特征在于,剛性電極位于軟體外殼的中心，剛性電極為實(shí)心的球體或橢圓體，剛性電極材料為碳材料、金屬或合金導(dǎo)電材料，絕緣層覆蓋在剛性電極表面，剛性電極為絕緣層提供支撐，絕緣層材料為聚甲基硅樹脂、氨基硅樹脂或和氟硅樹脂，厚度在0.1mm～1mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可變形摩擦發(fā)電裝置,其特征在于，所述摩擦凸部為金字塔形、柱狀、圓錐狀或長(zhǎng)方體，摩擦凸部長(zhǎng)度為1mm～10mm間，二級(jí)凸起尺寸長(zhǎng)度為0.5um～10um。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變形摩擦發(fā)電裝置,其特征在于, 軟體外殼的直徑為5cm～50cm。

10.一種可變形高效摩擦發(fā)電方法,其特征在于, 利用如權(quán)利要求3所述的一種可變形摩擦發(fā)電裝置，將軟體外殼經(jīng)連桿固定于一浮標(biāo)上，在收到外界海浪沖擊下，外電極層和內(nèi)電極層的柔性絕緣薄膜與絕緣層做接觸與分離的交替運(yùn)動(dòng)，受力時(shí)，柔性絕緣薄膜與絕緣層靠近接觸摩擦產(chǎn)生電荷，力消失后，柔性絕緣薄膜與絕緣層分離，在外電極和內(nèi)電極之間產(chǎn)生電勢(shì)差，電勢(shì)差會(huì)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電極之間的電子轉(zhuǎn)移，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。