[發明專利]高功率密度針狀液固耦合納米發電機

在審

• 申請號: 202110382465.8
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113141125A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 李津津;王凱強
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 歐陽高鳳

1.一種高功率密度針狀液固耦合納米發電機，其特征在于，包括：

第一針狀電極，所述第一針狀電極包括第一針狀導體、絕緣層和摩擦電層，所述絕緣層包覆于所述第一針狀導體的外表面上，所述摩擦電層包覆于所述絕緣層的外表面上并與所述第一針狀導體絕緣；

第二電極，所述第二電極與所述第一針狀導體通過導線電連接；

所述發電機的發電形式為：通過發電液體與所述摩擦電層和所述第二電極瞬時作用，產生電壓和電流。

2.根據權利要求1所述的高功率密度針狀液固耦合納米發電機，其特征在于，所述第二電極為第二針狀導體；所述第一針狀導體和所述第二針狀導體通過所述導線電連接，從而構成雙針式發電機。

3.根據權利要求2所述的高功率密度針狀液固耦合納米發電機，其特征在于，所述第二針狀導體的表面上包覆有功能層。

4.根據權利要求1所述的高功率密度針狀液固耦合納米發電機，其特征在于，所述第二電極為導電圈層電極，所述導電圈層電極設置在所述摩擦電層的部分周面上，從而構成單針式發電機。

5.根據權利要求1-4中任意一項所述的高功率密度針狀液固耦合納米發電機，其特征在于，所述摩擦電層為固體摩擦電層或自組裝分子層的摩擦電層。

6.根據權利要求5所述的高功率密度針狀液固耦合納米發電機，其特征在于，所述固體摩擦電層的材料與所述第二電極的材料不同。

7.根據權利要求6所述的高功率密度針狀液固耦合納米發電機，其特征在于，所述固體摩擦電層的厚度為0.01～1000μm。

8.根據權利要求5所述的高功率密度針狀液固耦合納米發電機，其特征在于，所述自組裝分子層中的分子以碳為主鏈的分子。

9.根據權利要求8所述的高功率密度針狀液固耦合納米發電機，其特征在于，所述自組裝分子層的分子為含氟的分子。

10.根據權利要求1-4中任意一項所述的高功率密度針狀液固耦合納米發電機，其特征在于，所述發電液體為純水、自來水、鹽溶液、離子液體和含氟溶劑中的一種。

11.根據權利要求1-4中任意一項所述的高功率密度針狀液固耦合納米發電機，其特征在于，所述發電機具體的發電形式為：所述發電液體以液滴的形式滴在所述摩擦電層和所述第二電極上且使得所述摩擦電層與所述第二電極通過所述液滴耦合，而后，所述液滴與所述摩擦電層及所述第二電極分離，以使所述摩擦電層與所述第二電極不耦合，從而實現發電；或者，所述發電機具體的發電形式為：將所述發電機放在所述發電液體中，所述發電液體起伏以使所述發電液體與所述摩擦電層及所述第二電極接觸和分離，從而實現發電。

12.根據權利要求1-4中任意一項所述的高功率密度針狀液固耦合納米發電機，其特征在于，所述絕緣層以沉積的方式形成在所述第一針狀導體的外表面上。

13.根據權利要求5所述的高功率密度針狀液固耦合納米發電機，其特征在于，所述絕緣層的外表面不需要進行預處理可直接設置所述摩擦電層；或者所述絕緣層的外表面根據實際需要進行預處理后再設置所述摩擦電層。

14.根據權利要求4所述的高功率密度針狀液固耦合納米發電機，其特征在于，所述導電圈層電極通過沉積的方式形成在所述摩擦電層上。