[发明专利]一种自清洁自充电能量系统及其制造方法

权利要求书

1.一种自清洁自充电能量系统，其特征在于，所述自充电能量系统可通过具有疏水疏油双疏表面的水能摩擦纳米发电机将水能转化为电能，并将转换的能量存储在纤维型超级电容器中的，同时所述自充电能量系统具有自清洁功能。

2.根据权利要求1所述的自清洁自充电能量系统，其特征在于，所述自清洁自充电能量系统包括自清洁摩擦纳米发电机和纤维型超级电容器，所述自清洁摩擦纳米发电机设置于纤维型超级电容器之上。

3.根据权利要求2所述的自清洁自充电能量系统，其特征在于，所述自清洁摩擦纳米发电机包括摩擦层和功能薄膜层，所述摩擦层使用PTFE，以Al薄膜做电极，所述功能薄膜层位于PTFE表面。

4.根据权利要求3所述的自清洁自充电能量系统，其特征在于，所述功能薄膜层为一种疏水疏油薄膜。

5.根据权利要求2所述的自清洁自充电能量系统，其特征在于，所述纤维型超级电容器由附着有复合活性物的电极和固态电解质组成。

6.一种自清洁自充电能量系统的制造方法，基于上述权利要求1-5之一所述的自清洁自充电能量系统，其特征在于，所述制造方法包括：

S1：制备自清洁摩擦纳米发电机的摩擦层和功能薄膜层；

S2：制备纤维型超级电容器；

S3：将四个S2中制备的纤维性超级电容器串联在一起；

S4：将S1中制备的清洁摩擦纳米发电机设置在纤维型超级电容器上，并用PDMS进行封装。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述S1包括：

S11：使用PTFE作为摩擦层，并以Al薄膜做电极；

S12：将硅粉颗粒分散入溶剂中；

S13：将S12中溶液转移到喷枪中，并喷涂在清洁后的PTFE薄膜上；

S14：将三甲基氧硅烷喷涂在干燥后的上述膜上，在100℃干燥24小时。

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述PTFE可替换为：PVC、PAN、PVDF或PDMS。

9.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述S2包括：

S21:准备好若干根5cm长的碳纤维；

S22：用镊子将碳纤维放入盛有复合活性物溶液的样品瓶中，充分浸泡24h，使复合活性物附着在碳纤维表面；

S23：将上一步浸泡的碳纤维取出进行烘干处理，温度设置为60℃，烘干约10min，完成第一次附着处理；

S24:重复5次S22和S23的复合活性物附着处理，保证了碳纤维上有充足的活性物质；

S25：加热PVA/H₂SO₄固态电解液使之黏度降低，呈流体状；

S26：用完成第5次附着处理的碳纤维电极蘸取PVA/H₂SO₄电解液，并晾干12h，此步骤重复两次，使电解液将电极充分包裹；

S27：取两根上一步晾干好的碳纤维电极，并进行封装处理。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述PVA/H₂SO₄可替换为：PVA/KOH或PVA/Na₂SO₄。