[发明专利]一种振动式摩擦纳米发电机

说明书

本发明公开一种振动式摩擦纳米发电机，其中，外壳包括外壳材料层，外壳材料层内壁固接有摩擦感应电极层，摩擦感应电极层内壁固接有第一摩擦材料层；中心振子设置于第一摩擦材料层内，中心振子包括第二摩擦材料层，第二摩擦材料层为泡沫状多孔结构，第二摩擦材料层内壁固接有中空壳体，第二摩擦材料层与第一摩擦材料层抵接，本发明能够提高摩擦纳米发电机的发电效果和输出功率以及电荷量的储存效率。

技术领域

本发明涉及能源转化技术领域，特别是涉及一种振动式摩擦纳米发电机。

背景技术

同热能、光能以及生物化学能等其他能源相比，机械能是自然环境最为丰富的能源形式。摩擦纳米发电机(Triboelectric Nanogenerator，TENG)作为一种新型机械能发电装置，其基于麦克斯韦位移电流原理，利用摩擦起电和静电感应的耦合效应，可将传统电磁发电机难以采集的低频机械能(如摩擦能、水滴能、波浪能等)转化为电能。因此基于TENG的环境微弱能量收集技术应运而生，其中以转换海洋波浪能量的俘能器结构成为全球专家重点关注领域。如果可以利用环境能量收集器收集海洋环境中的能量并将其转化为电能，从而实现为海面海底设备供电，该方法在极大程度上解决传统电池供电能力不足和电缆架设难度大等问题，但是现有的摩擦纳米发电机不仅发电振子质量较大，而且对于摩擦纳米发电的电荷量储存效率较低，很大程度上降低了发电机的发电效果和输出功率，因此，亟需一种发电效果好，输出功率高的振动式摩擦纳米发电机。

发明内容

本发明的目的是提供一种振动式摩擦纳米发电机，以解决上述现有技术存在的问题，提高摩擦纳米发电机的发电效果和输出功率以及电荷量的储存效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种振动式摩擦纳米发电机，包括：

外壳，所述外壳包括外壳材料层，所述外壳材料层内壁固接有摩擦感应电极层，所述摩擦感应电极层内壁固接有第一摩擦材料层；

中心振子，所述中心振子设置于所述第一摩擦材料层内，所述中心振子包括第二摩擦材料层，所述第二摩擦材料层为泡沫状多孔结构，所述第二摩擦材料层内壁固接有中空壳体，所述第二摩擦材料层与所述第一摩擦材料层抵接。

优选的，外壳外部包覆有垂直振动机构，所述垂直振动机构包括振动壳，所述振动壳顶部设有浮体，所述浮体与所述振动壳之间固接有若干第一弹簧，所述振动壳底部设有底框，所述振动壳底面与所述底框内底面之间固接有若干第二弹簧，所述底框底部设有沉体，所述沉体与所述底框之间固接有转动柱，振动壳包覆外壳材料层所述外壳材料层与所述振动壳之间周向固接有若干个连接组件。

优选的，所述垂直振动机构底部设有旋转机构，所述旋转机构包括进水壳，所述转动柱贯穿所述进水壳并与所述进水壳转动连接，所述进水壳内设有旋转叶片，所述旋转叶片与所述转动柱固接，所述进水壳侧壁设有进水组件，所述进水组件包括若干排流管道，所述排流管道一端朝向所述旋转叶片，所述进水壳远离所述排流管道的侧壁设有出水组件。

优选的，所述连接组件包括固接在所述振动壳内侧壁上的第一连接柱，所述第一连接柱开设有凹槽，所述凹槽朝向所述外壳材料层，所述凹槽内固接有第三弹簧一端，所述第三弹簧另一端固接有软柱，所述软柱远离所述第三弹簧的一端固接有第二连接柱，所述第二连接柱远离所述软柱的一端与所述外壳材料层外壁固接。

优选的，所述振动壳相对称的外侧壁上均固接有滑动柱，所述底框相对称的内侧壁上开设有滑槽，所述滑动柱与所述滑槽滑动连接。

优选的，所述浮体开设有相对称的第一出线口，所述第一出线口内固定安装有第一防水线路接头，所述振动壳顶壁开设有第二出线口，所述第二出线口内固定安装有第二防水线路接头，所述第一防水线路接头与所述第二防水线路接头上下对应。

优选的，所述进水壳顶壁与底壁对称开设有贯穿口，所述贯穿口内固接有轴承套，所述转动柱贯穿所述轴承套并与所述轴承套轴接。