[發明專利]一種聲能采集發電裝置及其制作方法

在審

• 申請號: 202110861242.X
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113612405A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 楊希婭;徐文凱;唐群委
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;D04H1/728;D01D5/00;D04H1/4334;D04H1/4318
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 陳志亮

本發明用于發電技術領域，特別涉及一種聲能采集發電裝置及其制作方法，聲能采集發電裝置包括摩擦層，摩擦層的兩側設有電極層，摩擦層包括尼龍纖維膜、聚偏氟乙烯纖維膜和絕緣框板，尼龍纖維膜和聚偏氟乙烯纖維膜分別設在絕緣框板的兩側，環境中的聲音經過摩擦層時，尼龍纖維膜和聚偏氟乙烯纖維膜會振動，從而形成電勢差，從而將感應到的低頻聲音能量轉換為電能，聲能采集發電裝置的制作方法，制作電極層和絕緣框板；將甲酸溶液和乙酸溶液配制并進行靜電紡絲制成尼龍纖維膜；將N,N?二甲基甲酰胺和丙酮配制并進行靜電紡絲制成聚偏氟乙烯纖維膜；將尼龍纖維膜和聚偏氟乙烯纖維膜分別貼緊在絕緣框板兩側；在摩擦層兩側貼上電極層。

技術領域

本發明用于發電技術領域，特別是涉及一種聲能采集發電裝置及其制作方法。

背景技術

聲能是一種廣泛存在的可持續性能源，但是由于聲波具有特定的頻率以及分貝大小等原因，為聲能采集器件的設計和研究帶來了很多困難，目前研究中的壓電發生器和聲音共振器都存在著一些無法避免的缺點，例如其應用的聲波范圍都在幾千赫茲甚至兆赫茲，相較于日常生活中主要存在的低頻范圍的聲音，其應用場景非常有限。

發明內容

本發明的目的在于至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提供一種聲能采集發電裝置及其制作方法，能夠采集日常生活中存在的低頻聲波進行并發電，應用場景更廣泛。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種聲能采集發電裝置，包括摩擦層，所述摩擦層的兩側設有電極層，所述摩擦層包括尼龍纖維膜、聚偏氟乙烯纖維膜和絕緣框板，所述尼龍纖維膜和所述聚偏氟乙烯纖維膜分別設在所述絕緣框板的兩側，聲音經過所述摩擦層時，所述尼龍纖維膜和所述聚偏氟乙烯纖維膜在聲壓的作用下能夠相互接觸或分離以形成電荷轉移。

上述技術方案中至少具有如下優點或有益效果：在應用過程中，環境中的聲音經過摩擦層時，尼龍纖維膜和聚偏氟乙烯纖維膜會在聲壓的作用下產生振動，從而使得尼龍纖維膜和聚偏氟乙烯纖維膜相互接觸或分離，尼龍纖維膜和聚偏氟乙烯纖維膜接觸或分離過程中會發生電荷轉移從而形成電勢差，這個電勢差會使兩個電極層之間形成電流，這種通過尼龍纖維膜和聚偏氟乙烯纖維膜形成的發電結構能夠將感應到的低頻聲音能量轉換為電能，在日常生活中應用起來更為廣泛。

進一步作為本發明技術方案的改進，所述摩擦層設有多層，各所述摩擦層依次層疊設置，相鄰兩個所述摩擦層之間加裝所述電極層。

進一步作為本發明技術方案的改進，所述電極層包括銅網和/或聚氨酯泡沫。

進一步作為本發明技術方案的改進，所述銅網的目數為200-400目。

進一步作為本發明技術方案的改進，所述聚氨酯泡沫與所述聚偏氟乙烯纖維膜之間加裝所述絕緣框板。

進一步作為本發明技術方案的改進，所述聚氨酯泡沫的厚度范圍為0.5-1.5mm。

進一步作為本發明技術方案的改進，所述電極層和所述摩擦層均具有柔韌性。

此外，本發明還提供了一種聲能采集發電裝置的制作方法，包括以下步驟：

制作電極層和絕緣框板；

將甲酸溶液和乙酸溶液按3:1的比例配制成質量分數為25％的溶液，加熱攪拌使溶液完全溶解并進行靜電紡絲制成尼龍纖維膜；

將N,N-二甲基甲酰胺和丙酮按3:2的比例配制濃度為18％的溶液，然后摻雜質量分數范圍為0.5％-2.0％的全氟乙烯丙烯共聚物顆粒的溶液，加熱攪拌使溶液完全溶解并進行靜電紡絲制成聚偏氟乙烯纖維膜；

將尼龍纖維膜和聚偏氟乙烯纖維膜分別貼緊在絕緣框板的兩側；

在聚偏氟乙烯纖維膜外側和尼龍纖維膜外側均貼上電極層。