[发明专利]一种混合式发电机和发电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电机，特别是涉及将流动液体中的多种形式的能量转化为电能的混合式发电机和发电方法。

背景技术

摩擦发电机是最近发明的一种新型的将机械能转化为电能的方式，利用得失电子能力不同的两种材料之间的互相摩擦，发生表面电荷转移，能够将广泛存在的机械能，如海浪、风能、各种运动物体的动能、以及人体活动如步行、跑动、跳动等形式的能量转变为电能，为小型电子器件如便携设备等提供电源。但是，自然界的许多运动，例如：水流、海浪等，不仅包括机械动能，还包括其他形式的能量。例如，水流不仅具有机械动能，同时，水在流动的过程中与周围的介质（空气等）发生摩擦，产生摩擦电荷，使其具有静电能。现有的摩擦发电机无法同时将水流中不同形式的能量转化为电能。

发明内容

本发明涉及一种混合式发电机和发电方法，结合静电诱导发电组件和摩擦发电组件，可以将流动液体中的静电能和机械动能同时转化为电能。

为实现上述目的，本方法提供一种混合式发电机，包括：

公共旋转轴；

静电诱导发电组件，包括：由多个固定连接的叶片构成叶片轮，每个所述叶片的表面与所述公共旋转轴平行，所述叶片包括基底层和电极层；所有所述叶片的电极层均连接至等电位；所述叶片轮的叶片在受到流动液体的冲击力时叶片轮围绕所述公共旋转轴旋转，使所述叶片依次与所述液体接触，在所述叶片的电极层与所述等电位之间产生电信号；

摩擦发电组件，包括：第一转盘，由基底层、第一电极层、第一摩擦层依次层叠组成；第二转盘，由第二基底层、第二电极层、第二摩擦层依次层叠组成；所述第一转盘与第二转盘相对放置使所述第一摩擦层与第二摩擦层互相接触，并且在所述叶片轮的带动下，所述第一转盘相对于第二转盘能够以所述公共旋转轴为轴转动，使所述第一摩擦层与所述第二摩擦层互相滑动摩擦并且使接触面积变化时，所述第一电极层与所述第二电极层之间有电信号输出。

优选的，所述叶片轮的叶片还包括疏水层，所述疏水层附着在所述叶片的电极层上。

优选的，所述叶片轮的多个叶片围绕所述公共旋转轴均匀分布。

优选的，所述公共旋转轴与所述摩擦发电组件的第二转盘固定，所述摩擦发电组件的第一转盘与所述叶片轮固定并且围绕所述公共旋转轴转动；

或者，

所述公共旋转轴与所述摩擦发电组件的第一转盘固定，所述摩擦发电组件的第一转盘与所述叶片轮固定并且围绕所述公共旋转轴转动。

优选的，所述第一摩擦层与所述第二摩擦层表面形状相同或互补。

优选的，所述摩擦发电组件的第一转盘和第二转盘均由多个形状相同的扇叶组成，且两个转盘的扇叶数量相等。

优选的，所述第一转盘的多个扇叶和第二转盘的多个扇叶分别以所述公共旋转轴与转盘的交点为中心呈中心对称分布。

优选的，所述叶片轮的叶片数与所述第一转盘的扇叶数相等或者不相等。

优选的，叶片轮的叶片表面的疏水层由具有超疏水性质的薄膜组成。

优选的，所述疏水层的接触角大于120°。

优选的，所述疏水层为在表面微米尺度的结构上生长纳米尺度的结构形成。

优选的，所述流动的液体与所述叶片轮的叶片接触时带有静电荷，所述叶片带有的静电荷为所述液体流动过程中与周围的介质摩擦所产生。

优选的，所述流动的液体为自然流动的水、下水管道中流动的废水、输油管道中流动的石油、大海中的洋流运动的海水或者潮汐运动的海浪。

优选的，第一摩擦层和第二摩擦层由不同的的材料组成，且二者之间存在摩擦电极序差异。

优选的，所述第一摩擦层、第二摩擦层和/或叶片的疏水层为绝缘材料，所述绝缘材料选自下列一种或多种材料：苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺尼龙11、聚酰胺尼龙66、羊毛及其织物、蚕丝及其织物、纸、聚乙二醇丁二酸酯、纤维素、纤维素醋酸酯、聚乙二醇己二酸酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、再生纤维素海绵、棉及其织物、聚氨酯弹性体、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、木头、硬橡胶、醋酸酯、人造纤维、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚酯、聚异丁烯、聚氨酯弹性海绵、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、丁二烯-丙烯腈共聚物、氯丁橡胶、天然橡胶、聚丙烯腈、聚(偏氯乙烯-co-丙烯腈)、聚双酚A碳酸酯、聚氯醚、聚偏二氯乙烯、聚（2,6-二甲基聚亚苯基氧化物）、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯和派瑞林。