[发明专利]一种摩擦发电机、其制作方法及发电方法有效

专利信息
申请号: 202010227185.5 申请日: 2020-03-27
公开(公告)号: CN111245285B 公开(公告)日: 2021-08-31
发明(设计)人: 康小芳;蒲雄;其他发明人请求不公开姓名 申请(专利权)人: 北京纳米能源与系统研究所
主分类号: H02N1/04 分类号: H02N1/04
代理公司: 北京同达信恒知识产权代理有限公司 11291 代理人: 刘彩红
地址: 101400 北京市*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 摩擦 发电机 制作方法 发电 方法
【说明书】:

发明公开了一种摩擦发电机、其制作方法及发电方法,通过在摩擦发电机中增加驻极体,且其中一个摩擦结构包括相对而置的摩擦层和电极层,驻极体设置于摩擦层和电极层之间,使得驻极体可以调整摩擦层表面所带的电荷量,进而可以对发电机输出的电信号的大小进行调整,从而实现对摩擦发电机的输出性能进行调整,以适应不同应用场景的需要,拓展了摩擦发电机的适用范围。

技术领域

本发明涉及纳米新能源技术领域,尤指一种摩擦发电机、其制作方法及发电方法。

背景技术

摩擦纳米发电机是一种能够收集生活中的机械能,并能够将其转化为电能,以驱动电子器件正常工作的器件,因摩擦纳米发电机的体积较小,质量较轻,所以可以大大降低电子器件的重量,以实现便携化的设计。

然而,由于摩擦纳米发电机的输出较小,例如,输出电流仅在纳安数量级或微安数量级,限制了其在电子器件中的实际应用。

因此,如何调整摩擦纳米发电机的输出性能,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种摩擦发电机、其制作方法及发电方法,用以调整摩擦纳米发电机的输出性能。

第一方面,本发明实施例提供了一种摩擦发电机,包括驻极体和发电机;

其中,所述发电机包括两个摩擦结构,两个所述摩擦结构在外力作用下发生接触和分离,以输出电信号;

其中一个所述摩擦结构包括相对而置的摩擦层和电极层,所述驻极体设置于所述摩擦层和所述电极层之间,所述驻极体用于调整所述发电机输出的所述电信号的大小。

可选地,在本发明实施例中,所述发电机为双电极结构的发电机,所述驻极体设置于任一所述摩擦结构中;

或,所述发电机为单电极结构的发电机,所述发电机包括:第一摩擦结构和第二摩擦结构,所述第一摩擦结构包括:相对而置的第一摩擦层和第一电极层,所述第一电极层与接地端电连接,所述驻极体设置于所述第一摩擦层和所述第一电极层之间。

可选地,在本发明实施例中,所述摩擦层采用具有强吸负电荷能力的绝缘材料制作;

所述驻极体包括:相对而置的第一表面和第二表面,所述第一表面具有正电荷,所述第二表面具有负电荷;

所述第一表面与所述第一摩擦层直接接触,所述驻极体用于:增加所述发电机输出的电信号;或,所述第二表面与所述第一摩擦层直接接触,所述驻极体用于:降低所述发电机输出的电信号。

可选地,在本发明实施例中,所述驻极体包括:相对而置的第一表面和第二表面,所述第一表面包括带有正电荷功能性基团的带电颗粒,所述第二表面包括带有负电荷功能性基团的带电颗粒;

所述带电颗粒的直径为10纳米至100纳米。

可选地,在本发明实施例中,所述带有正电荷功能性基团的带电颗粒为:聚乙烯亚胺修饰后的碳纳米管颗粒、聚乙烯亚胺修饰后的二氧化硅颗粒或聚乙烯亚胺修饰后的氧化铁颗粒;

所述带有负电荷功能性基团的带电颗粒为:酸化处理后的碳纳米管颗粒、羧基化的碳纳米管颗粒、羧基化的二氧化硅颗粒或羧基化的二氧化钛颗粒。

可选地,在本发明实施例中,所述驻极体的厚度为100微米至1000微米。

第二方面,本发明实施例提供了一种如本发明实施例提供的上述摩擦发电机的制作方法,包括:

制作驻极体;

分别制作两个摩擦结构;其中,至少一个所述摩擦结构包括相对而置的摩擦层和电极层,所述驻极体设置于所述摩擦层和所述电极层之间;

将两个所述摩擦结构组合,形成所述摩擦发电机。

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