[发明专利]一种石墨烯发电器件

说明书

技术领域

本发明涉及利用石墨烯薄膜材料在发电领域的应用，涉及一种石墨烯发电器件。

背景技术

在2004年英国科学家发现石墨烯材料以来，由于其优异的电学、光学、热学和力学性能，以及优良的耐酸碱能力，该材料具有巨大的的应用潜力。

在目前已知的材料中，石墨烯薄膜材料具有最高的电子传导速度，大约为光速的1/300。目前，对于石墨烯材料在发电和储能领域的研究主要集中于利用石墨烯替代碳作为锂电池和超级电容器的电极材料。但是，还未有直接利用石墨烯作为发电或者电池主要功能部件的研究。

在纳米发电和热电发电领域，目前的研究有温差发电，压电材料发电等技术，但是这些技术面临着发电效率不高、制造成本高、工艺复杂、器件稳定性差、难以回收利用、对环境造成污染等问题。所以，寻找性能更佳的高效能量转换技术，必须要新原理突破，发电材料和结构设计已成为纳米发电、热电发电以及电池行业的主要研究方向。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：克服传统的电池所用发电过程中安全隐患多、需要使用电充电、寿命短、对人体和环境有危害的缺陷，提供一种安全可靠、不需要使用电充电、使用寿命长、对人体和环境无危害的石墨烯发电器件。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种石墨烯发电器件，包括容器外壳、离子盐溶液、衬底、石墨烯薄膜、第一电极、第二电极、两根金属导线；

该容器外壳包围形成密闭的空间；

该离子盐溶液盛放在该容器外壳内；

该离子盐溶液所含的正价离子，由下列离子中的一种、两种或者多种混合制成的：铜离子、铁离子、钴离子、镍离子、锌离子、钾离子、钠离子、锰离子、铝离子、钙离子、镁离子、锂离子；

该衬底安装在该容器外壳中，并浸在该离子盐溶液中；

该石墨烯薄膜粘接在该衬底的一面上，该石墨烯薄膜为一层、两层、三层或四层的薄膜以及含有前述一种、两种、多种薄膜的混合薄膜；

该第一电极由导电材料制成，该第一电极沉积在衬底上邻近该石墨烯薄膜的一端，接触该石墨烯薄膜；

该第一电极的导电材料是由含有下列材料中的一种、两种或者多种混合制成的：铂、金、镍、铁、石墨、碳、钴、硅，银、铝、锰、铜、铁、钼、铅、钨、锌、锌氧化物、铟锡氧化物；

该第二电极由导电材料制成，该第二电极制作在该衬底上远离石墨烯薄膜的另一端，不接触石墨烯薄膜；

该第二电极的导电材料是由含有下列材料中的一种、两种或者多种混合制成的：石墨烯、铂、金、石墨、碳、钴、硅，银、铝、锰、铜、铁、钼、铅、钨、锌、锌氧化物、铟锡氧化物；

该两根金属导线分别连接该第一电极和该第二电极；

上述衬底、石墨烯薄膜、第一电极、第二电极、两根金属导线经封装为一个整体，浸入该离子盐溶液中，该两根金属导线引到该容器外壳的外部。

上述技术方案的进一步限定在于，该衬底是由金属、玻璃、石英、云母、硅片、PET板、塑料板或塑料膜材料，或者表面涂覆有导电材料的上述衬底制成的。

上述技术方案的进一步限定在于，该两根金属导线通过导电胶或者锡焊固定在该第一电极和该第二电极上，将该发电器件的第一电极、第二电极导出。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下第二个技术方案：一种石墨烯发电器件，包括容器外壳、离子盐溶液、衬底、两块石墨烯薄膜、第一电极、第二电极、两根金属导线；

该容器外壳包围形成密闭的空间；

该离子盐溶液盛放在该容器外壳内；

该离子盐溶液所含的正价离子，由含有下列离子中的一种、两种或者多种混合离子制成的：铜离子、铁离子、钴离子、镍离子、锌离子、钾离子、钠离子、锰离子、铝离子、钙离子、镁离子、锂离子；

该两块石墨烯薄膜粘接在该衬底上，该两块石墨烯薄膜间隔开一定距离而不接触，该石墨烯薄膜为一层、两层、三层或四层的薄膜以及含有前述一种、两种、多种薄膜的混合薄膜；

该第一电极由导电材料制成，该第一电极沉积在衬底上邻近其中第一块石墨烯薄膜处，接触该第一块石墨烯薄膜；

该第一电极的导电材料是由含有下列材料中的一种、两种或者多种混合材料制成的：铂、金、镍、铁、石墨、碳、钴、硅，银、铝、锰、铜、铁、钼、铅、钨、锌、锌氧化物、铟锡氧化物；

该第二电极由导电材料制成，该第二电极沉积在衬底上邻近其中第二块石墨烯薄膜处，接触该第二块石墨烯薄膜；