[实用新型]纳米摩擦发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种摩擦发电机，尤其是涉及一种纳米摩擦发电机。

背景技术

随着现代生活水平不断提高，生活节奏不断加快，出现了应用方便、对环境依赖度低的自发电设备。现有的自发电设备通常利用材料的压电特性。例如2006年，美国佐治亚理工学院教授王中林等成功地在纳米尺度范围内将机械能转换成电能，研制出世界上最小的发电机-纳米发电机。纳米发电机的基本原理是：当纳米线（NWs）在外力下动态拉伸时，纳米线中生成压电电势，相应瞬变电流在两端流动以平衡费米能级。

物体和物体之间相互进行摩擦，就会使一方带上负电，另一方带上正电，由于物体间摩擦产生的电叫摩擦电。摩擦电是自然界最常见的现象之一，但是因为很难收集利用而被忽略。如果能够将摩擦电应用到自发电设备中，势必会给人们的生活带来更多的便利。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：克服现有摩擦发电机两个摩擦面一直处于接触或分离状态，不能很好的输出电能的缺陷，提供了一种纳米摩擦发电机，两个摩擦面在不受力的情况下能够自动弹开，输出性能高。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是，一种纳米摩擦发电机，其特征在于，包括依次层叠设置的第一电极层，第一高分子聚合物层，以及摩擦电极层；所述第一电极层和摩擦电极层为摩擦发电机的电压和电流输出电极；其中，第一高分子聚合物层和摩擦电极层之间存在间隙。

前述的纳米摩擦发电机，所述第一高分子聚合物层和摩擦电极层相对面中的至少一个面上设置有微纳凹凸结构。

前述的纳米摩擦发电机，所述第一电极层所用材料是金属或合金。

前述的纳米摩擦发电机，所述摩擦电极层所用材料选自金属或合金。

前述的纳米摩擦发电机，所述摩擦电极层包括层叠设置的第二高分子聚合物层和第二电极层，所述第二高分子聚合物层设置在第一高分子聚合物层上。

前述的纳米摩擦发电机，所述第二电极层所用材料是金属或合金。

前述的纳米摩擦发电机，所述第一高分子聚合物层和摩擦电极层之间设有垫片，使得第一高分子聚合物层和摩擦电极层之间形成间隙，所述间隙的高度为2-4mm。

前述的纳米摩擦发电机，第一高分子聚合物层和第一电极层作为整体，向朝向摩擦电极层的相反方向拱起形成凸面，使得摩擦电极层与第一高分子聚合物层之间形成拱形间隙，所述拱形间隙的最大高度为2-4mm。

前述的纳米摩擦发电机，所述摩擦电极层向朝向第一高分子聚合物层的相反方向拱起形成凸面，并且所述第一高分子聚合物层和第一电极层作为整体，向朝向摩擦电极层的相反方向拱起形成凸面，使得摩擦电极层与第一高分子聚合物层之间形成拱形间隙，所述拱形间隙的最大高度为2-4mm。

前述的纳米摩擦发电机，所述纳米摩擦发电机进一步包括层叠设置的第三高分子聚合物层和第三电极层，其中第三高分子聚合物层设置在摩擦电极层上；所述第三高分子聚合物层和第三电极层作为整体向朝向摩擦电极层的相反方向拱起形成凸面，使得摩擦电极层与第三高分子聚合物层之间形成拱形间隙，所述拱形间隙的最大高度为2-4mm。

本实用新型使得纳米摩擦发电机的性能有较大提高，且其收集外界机械运动的方式不同于以往摩擦发电机，因此其在具有较好发电性能的同时，又更有利于收集外界机械能。

附图说明

图1为本实用新型纳米摩擦发电机一种具体实施方式的剖面示意图。

图2为本实用新型图垫片设置情况示意图。

图3为本实用新型图垫片设置情况示意图。

图4为本实用新型图垫片设置情况示意图。

图5为本实用新型图垫片设置情况示意图。

图6为本实用新型纳米摩擦发电机另一种具体实施方式的剖面示意图。

图7为本实用新型单拱形纳米摩擦发电机的剖面示意图。

图8为本实用新型双拱形纳米摩擦发电机的剖面示意图。

图9为本实用新型双拱形复合结构纳米摩擦发电机的剖面示意图。

具体实施方式

为充分了解本实用新型之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本实用新型做详细说明。