[发明专利]环境风能收集与空气净化百叶窗

说明书

本发明公开了一种环境风能收集与空气净化百叶窗，包括叶片，所述叶片为摩擦层、位于摩擦层两侧的导电层构成的TENG结构；所述叶片上设有用于将TENG结构产生的交流电转换成直流电的整流器，所述叶片的上下两端分别设有用于与正、负电极连接的导体；两个导体电连接；所述整流器与两个导体电连接。本发明通过TENG输出的高电压、低电流特性实时有效去除空气中的PM2.5；结合TENG与柔性太阳能电池收集太阳能，使其作为自供电智能家居能够稳定的运行；通过独立层TENG结构与风速之间良好的线性关系进行无源风能检测。

技术领域

本发明涉及一种百叶窗，尤其涉及一种环境风能收集与空气净化百叶窗。

背景技术

摩擦纳米发电机（TENG）通过摩擦起电效应，将两种不同的电极材料之间发生摩擦使其产生电势差，外部的电路为了达到电势的平衡，则会发生电子的流动转移。摩擦纳米发电机在结构方面包括滑动式摩擦纳米发电机、接触-分离式摩擦纳米发电机、单电极式摩擦纳米发电机、感应式摩擦纳米发电机等。

目前已有摩擦纳米发电机在振动传感器、压力传感器、海洋能拾取等多方面的应用的公布，并有其在家居应用如遥控器等方面的报道。然而，目前尚未有用于智能型百叶窗、以及结合柔性太阳能电池形成的多功能复合能量采集系统及在智能家居能量采集与传感方面的综合应用。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种仅在风能的作用下即可净化空气的环境风能收集与空气净化百叶窗。

技术方案：本发明所述的环境风能收集与空气净化百叶窗，包括叶片，所述叶片为摩擦层、位于摩擦层两侧的导电层构成的TENG结构；所述叶片上设有用于将TENG结构产生的交流电转换成直流电的整流器，所述叶片的上下两端分别设有用于与正、负电极连接的导体；两个导体电连接；所述整流器与两个导体电连接。

其中，所述摩擦层为聚四氟乙烯复合二氧化钛片层。

其中，所述摩擦层的厚度为0.1~0.2mm。

其中，所述摩擦层与两个导电层之间的距离为3~4mm。

其中，所述导电层为金属片；优选为铝合金片。

其中，制备所述摩擦层为聚四氟乙烯复合二氧化钛片层的方法，包括以下步骤：

（A）制备TiO₂纳米片；

（B）向PTFE乳液中加入TiO₂纳米片均匀混合，经固化后获得；其中，混合之后TiO₂纳米片所占的质量分数为10-20%。

其中，所述步骤（2）中，固化的温度为95~105℃，时间为30~35min。

其中，所述叶片上设有用于收集太阳能以驱动百叶窗开合的太阳能电池薄膜。使用导线将太阳能电池薄膜以串并联的方式控制输出电压和电流，经过电源管理模块连接到充电电池进行电能储存。

其中，所述叶片上连接有用于捕捉TENG结构产生的电信号从而输出风速大小的风速采集仪。

其中，所述太阳能电池薄膜的厚度为1~2mm。

其中，所述叶片的尺寸为30~100cm×2.5~3cm×0.8~1cm。

其中，所述叶片的上下两端分别作为正、负电极的导体为不锈钢网。

有益效果：本发明与现有技术相比，取得如下显著效果：1、通过TENG输出的高电压、低电流特性实时有效去除空气中的PM2.5；2、通过太阳能电池输出的较低电压和较高电流有效进行通用电子器件供电；3、结合TENG与柔性太阳能电池收集太阳能，使其作为自供电智能家居能够稳定的运行；4、通过独立层TENG结构与风速之间良好的线性关系进行无源风能检测。

附图说明