[发明专利]一种直流摩擦电发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电装置，特别涉及一种直流摩擦电的发电装置。

背景技术

现有的摩擦电发电机的工作原理是基于两种不同的摩擦电材料的相互接触和分离，驱动电子在外部电路中来回流动，从而实现对外输出电能。但是，所有已经报道的摩擦发电机，都是输出交流电脉冲信号。这一方面将导致发电机不能对外实现稳定驱动一些直流电器件，另外一方面要求电极材料制作在摩擦薄膜材料的表面，从而增加了器件的制作成本。同时，由于摩擦电材料的厚度很薄，这将导致在摩擦过程非常容易破坏该材料，从而导致发电机不能长时间正常工作。这些因素极大的限制了这种摩擦电发电机的发展和应用。

如何发展一种不需要制作电极材料在摩擦材料上的发电机是解决上述问题的关键。一种简单可行的方法是设计3种不同摩擦电特性的材料，让这3种材料不断接触和分离，从而实现在其中2种不同摩擦电材料上聚集不同的电荷。利用这种在2种不同摩擦电材料上正负电荷的不断累积，并可以对外输出直流电。

发明内容

为了克服上述现有摩擦电发电机的技术缺陷，本发明的目的在于提供一种新的摩擦电发电机技术。为了达到上述目的，本发明提供一种直流摩擦电发电机，包括：环形摩擦带、用于带动所述环形摩擦带转动的第一摩擦辊和第二摩擦辊、与所述第一摩擦辊配套的第一电极，以及与所述第二摩擦辊配套的第二电极，所述第一电极和第二电极分别与电信号输出端的两端电连接；所述环形摩擦带与所述第一摩擦辊和第二摩擦辊接触的表面为摩擦表面，与所述摩擦表面的材料相比，所述第一摩擦辊和第二摩擦辊外表面的材料具有相异的摩擦电极序趋势；

优选地，所述第一摩擦辊和第二摩擦辊位于所述环形摩擦带的内部，所述环形摩擦带的内表面为摩擦表面；

优选地，所述第一摩擦辊和第二摩擦辊位于所述环形摩擦带的下方，所述环形摩擦带的下表面为摩擦表面；

优选地，所述环形摩擦带的摩擦表面为绝缘材料或半导体材料，其中所述绝缘材料选自：聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、聚乙二醇丁二酸酯、纤维素、纤维素乙酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、再生纤维海绵、聚氨酯弹性体、苯乙烯丙烯共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、人造纤维、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚酯、聚异丁烯、聚氨酯柔性海绵、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树脂、氯丁橡胶、丁二烯丙烯共聚物、天然橡胶、聚丙烯腈、聚(偏氯乙烯-co-丙烯腈)、聚乙烯丙二酚碳酸盐，聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、液晶高分子聚合物、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚三氟氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和派瑞林；所述半导体材料选自：硅、锗、第Ⅲ和第Ⅴ族化合物、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物、由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体、非晶态的玻璃半导体、有机半导体、非导电性氧化物、半导体氧化物和复杂氧化物；

优选地，所述环形摩擦带的摩擦表面厚度大于1mm；

优选地，所述第一摩擦辊和第二摩擦辊的外表面材料不同，选自绝缘材料、半导体材料和导体材料，其中，所述绝缘材料选自：聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、聚乙二醇丁二酸酯、纤维素、纤维素乙酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、再生纤维海绵、聚氨酯弹性体、苯乙烯丙烯共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、人造纤维、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚酯、聚异丁烯、聚氨酯柔性海绵、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树脂、氯丁橡胶、丁二烯丙烯共聚物、天然橡胶、聚丙烯腈、聚(偏氯乙烯-co-丙烯腈)、聚乙烯丙二酚碳酸盐，聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、液晶高分子聚合物、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚三氟氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和派瑞林；所述半导体材料选自：硅、锗、第Ⅲ和第Ⅴ族化合物、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物、由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体、非晶态的玻璃半导体、有机半导体、非导电性氧化物、半导体氧化物和复杂氧化物；所述导体材料选自：金属、氧化铟锡、掺杂的半导体和导电有机物；

优选地，在所述环形摩擦带的摩擦表面、所述第一摩擦辊的外表面和/或所述第二摩擦辊的外表面全部或部分设置纳米结构；

优选地，所述纳米结构选自纳米线、纳米颗粒、纳米棒、纳米管或纳米花；

优选地，所述纳米结构通过阳极氧化、离子刻蚀或光刻蚀方法制备；