[发明专利]一种摩擦纳米发电机

说明书

本发明涉及纳米发电机技术领域，公开了一种摩擦纳米发电机，适用于收集海洋能，该摩擦纳米发电机包括具有封闭结构以在内部形成摩擦空间的壳体、位于摩擦空间内的滚动体，其中：壳体包括封装外壳、位于封装外壳内侧的感应电极组和位于感应电极组背离封装外壳一侧的摩擦层，感应电极组包括沿封装外壳内侧表面分布且相互绝缘的第一感应电极和第二感应电极；滚动体和摩擦层的制备材料均为硅胶材料，滚动体能够具有适度的柔性，使得滚动体与摩擦层之间的表面接触好，同时也易于实现滚动体的滚动，尤其适用于收集低频运动的机械能，并且，采用硅胶材料使得摩擦纳米发电机的耐冲击性得到明显增强。

技术领域

本发明涉及纳米发电机技术领域，特别涉及一种摩擦纳米发电机。

背景技术

现代社会资源环境的约束对于清洁可再生能源提出了更高的要求，海洋能作为一种清洁能源具有极大的应用潜力，而现有海洋能收集技术一般采用电磁式发电机，存在技术复杂、成本较高等限制，经过多年的发展，仍停留在小规模试验运行阶段。并且，现有的用于海洋能收集的发电机耐久性较差。

发明内容

本发明提供了一种摩擦纳米发电机，上述摩擦纳米发电机能够达到高输出性能和耐久性。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种摩擦纳米发电机，包括具有封闭结构以在内部形成摩擦空间的壳体、位于所述摩擦空间内的滚动体，其中：

所述壳体包括封装外壳、位于所述封装外壳内侧的感应电极组和位于所述感应电极组背离所述封装外壳一侧的摩擦层，所述感应电极组包括沿所述封装外壳内侧表面分布且相互绝缘的第一感应电极和第二感应电极；

所述滚动体和所述摩擦层中，所述滚动体的表面和所述摩擦层的制备材料均为硅胶材料。

上述摩擦纳米发电机中，包括具有封闭结构以在内部形成摩擦空间的壳体和位于所述摩擦空间内的滚动体，当壳体受到外界机械作用产生运动时，滚动体会在壳体内部做往复运动；所述壳体包括封装外壳、位于所述封装外壳内侧的感应电极组和位于所述感应电极组背离所述封装外壳一侧的摩擦层，所述感应电极组包括沿所述封装外壳内侧表面分布且相互绝缘的第一感应电极和第二感应电极，滚动体在壳体内部往复运动的过程中，滚动体和摩擦层表面摩擦起电，会在滚动体表面产生静电荷，并在感应电极组中感应产生自由电荷，当在第一感应电极和第二感应电极中接上负载时，会在负载中产生交流电，从而将外部的机械能转换为电能；所述滚动体和所述摩擦层中，所述滚动体和所述摩擦层的制备材料均为硅胶材料，采用硅胶材料使得摩擦纳米发电机的耐冲击性得到明显增强，并且，滚动体能够具有适度的柔性，使得滚动体与摩擦层之间的表面接触好，同时也易于实现滚动体的滚动，尤其适用于收集低频运动的机械能。

优选地，所述滚动体的表面形成有微纳米凹凸结构，或者，所述摩擦层朝向所述摩擦空间的表面形成有微纳米凹凸结构。

优选地，当所述滚动体的表面形成有微纳米凹凸结构时，所述滚动体的硅胶材料内混合有微纳米颗粒以在所述滚动体表面形成所述微纳米凹凸结构；当所述摩擦层朝向所述摩擦空间的表面形成有微纳米凹凸结构时，所述摩擦层的硅胶材料中混合有微纳米颗粒以在所述摩擦层朝向所述摩擦空间的表面形成所述微纳米凹凸结构。

优选地，所述微纳米颗粒为聚合物颗粒、金属颗粒、无机氧化物颗粒中的至少一种。

优选地，当所述滚动体的表面形成有微纳米凹凸结构时，所述摩擦层朝向所述摩擦空间的表面的硅胶材料为改性硅胶材料形成的改性层以使所述滚动体材料与所述摩擦层材料的带电能力不同。

优选地，当所述摩擦层朝向所述摩擦空间的表面形成有微纳米凹凸结构时，所述滚动体表面的硅胶材料为改性硅胶材料形成的改性层以使所述滚动体材料与所述摩擦层材料的带电能力不同。