[发明专利]一种液滴流动发电装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种液滴流动发电装置及其制备方法；其装置包括载片、电极、流动发电层、疏水层和表面电位改性层；其制备方法具体为：通过沉积或印刷方式在绝缘载片上形成两条互不交互的电极，然后通过沉积或印刷方式在两电极之间形成一层由固体微纳米粉末构成的流动发电层，经过活化处理后再对指定的流动发电层区域进行表面处理，形成疏水层和/或表面电位改性层；将液滴滴在该装置的流动发电层，液滴在流动发电层内定向流动即在流动径向上的两电极间产生电势差及电流。本发明提供的制备方法可以通过对流动发电层进行按需改性，使其具有疏水性或者令表面电势翻转的特性，从而改变该发电装置输出电压及电流的方向及大小。

技术领域

本发明属于新能源发电设备领域，更具体地，涉及一种液滴流动发电装置及其制备方法。

背景技术

随着化石燃料等传统非再生能源的不断减少，能源危机正在不断加剧，而且化石燃料燃烧所带来的环境问题也越来越突出，因此关于可再生清洁能源的开发和利用已经成为了全人类发展的焦点问题。

当一个液滴进入多孔材料中，会在毛细力作用下在多孔材料内部流动，此过程中可以在流动方向上产生电势差和电流，并且通过液体的蒸发，在液体充足的情况下可以提供源源不断的毛细力以供发电，这种发电方法仅消耗一部分低品的环境热能，但却可以产生福特量级的电压，是一种新型的产生清洁能源的方式。但该方法在实际应用中还有以下缺陷，大大限制了其应用效果：(1)当液体在多孔材料中的流动方向分布随机或不在一个大体方向上的话，其整体的发电效率会大大降低甚至在相反流动方向上完全抵消；(2)碳颗粒材料通过流动发电产生的电压和电流受到多孔材料本身表面电性的局限，输出电压较小且无法调整；(3)原有装置多个装置的串并联十分不便，而且发电区域的利用率很低，整体的发电效率较低。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种液滴流动发电装置及其制备方法，采用表面修饰手段对流动发电层进行疏水处理，解决液体在流动发电层孔道内流动方向的可控性问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种液滴流动发电装置的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)通过沉积或印刷方式在绝缘载片上形成两条互相平行的电极；

(2)通过沉积或印刷方式在绝缘载片上形成一层流动发电层，所述流动发电层覆盖两条电极；其中，流动发电层的材料为固体微纳米粉末；

(3)对步骤(2)获得的产物进行退火及活化处理；

(4)对步骤(3)获得的产物，采用疏水修饰液将被处理区域转变为疏水层；所述被处理区域是指位于两个电极之间的流动发电层；

其中，被处理区域可为单一区域，也可为多个区域；若为单一区域，则为两条平行电极之间的任一子区域；若为多区域处理，则为介于两条平行电极之间相互平行且不交互的多个子区域；

通过对流动发电层的部分区域进行疏水处理修饰，形成局部的疏水层；将液滴滴在流动发电层与疏水层的交界处时，由于疏水层具有的疏水特性，液滴只能向非疏水层方向渗透扩散，实现液滴在流动发电层中固体微纳颗粒构成的微通道中定向流动，解决了液滴在流动发电层内流动方向的可控性问题；从而在位于流动方向径向的两电极之间产生稳定的电势差及电流。

按照上述方法制备得到的一种液滴流动发电装置，包括绝缘载片、电极、流动发电层和疏水层；其中，两条互不相交的电极位于绝缘载片之上；流动发电层在绝缘载片上，完全的覆盖了两个电极；流动发电层的材料为固体微纳米粉末；疏水层位于流动发电层上。

为实现本发明目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种液滴流动发电装置的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)通过沉积或印刷方式在绝缘载片上形成两条互相平行的电极；