[发明专利]一种摩擦纳米发电机

说明书

本发明涉及纳米新能源、波浪能收集领域，公开了一种摩擦纳米发电机，该摩擦纳米发电机包括壳体和发电机组件，发电机组件置于壳体内部，且发电机组件包括若干发电机单元，其中，每个发电机单元包括两个相对设置的挡片、位于两个挡片之间的滚盘以及置于滚盘周侧且与两个挡片配合形成滚盘运动腔的滚道，其中：滚盘可相对于挡片沿滚道的内表面滚动地设置于滚盘运动腔内；至少一个挡片包括基板以及置于基板朝向滚盘一侧且相互绝缘的第一摩擦电极单元和第二摩擦电极单元。该摩擦纳米发电机结构紧凑，可在波浪激励作用下，基于滚盘的运动，依靠摩擦电极层产生交流电并加载给负载，实现对波浪能的吸收并转化为电能。

技术领域

本发明涉及纳米新能源、波浪能收集领域，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，而波浪能作为一种清洁能源具有极大的应用潜力，而现有波浪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，且经过多年的发展，仍停留在小规模试验运行阶段。

摩擦纳米发电技术的基本原理是利用摩擦(接触)在两表面(其中至少一个为绝缘材料)生成静电荷，当接触表面分离时，静电荷的分离产生电势差，驱动绝缘表面下感应电极中的自由电荷定向移动，从而收集环境中的机械能，并转化为电能。摩擦纳米发电技术尤其适用于收集低频运动的机械能，且具有结构简单、成本低、材料选择丰富等优势。将其应用于波浪能收集领域，将提供一条新的技术路径。

因此，制造一种应用纳米摩擦发电技术的用于收集波浪的摩擦纳米发电机器显得尤为重要。

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通过装置在波浪中晃动，基于内部结构间发生的摩擦产生电能，并供给负载，简洁的装置结构利于较好的吸收波浪能并将机械能转化为电能。

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，包括壳体和发电机组件，所述发电机组件置于所述壳体内部，且所述发电机组件包括若干发电机单元，其中，每个所述发电机单元包括两个相对设置的挡片、位于两个所述挡片之间的滚盘以及置于所述滚盘周侧且与两个所述挡片配合形成滚盘运动腔的滚道，其中：

所述滚盘可相对于所述挡片沿所述滚道的内表面滚动地设置于所述滚盘运动腔内；

至少一个所述挡片包括基板以及置于所述基板朝向所述滚盘一侧的第一摩擦电极单元和第二摩擦电极单元，所述第一摩擦电极单元和第二摩擦电极单元相互绝缘。

上述摩擦纳米发电机中，摩擦纳米发电机包括壳体和置于壳体内部的发电机组件，而发电机组件包括若干发电机单元，每个发电机单元包括两个相对设置的挡片、位于两个挡片之间的滚盘以及置于滚盘周侧且与两个挡片配合形成滚盘运动腔的滚道。当壳体受到波浪等机械能激励时，每个发电机单元内的滚盘可相对于挡片在滚盘运动腔内、沿滚道的内表面滚动，且在该过程中滚盘与位于其两侧的至少一个挡片上的摩擦电极层不断摩擦，从而使得滚盘上产生电荷；该电荷可在相互绝缘的第一摩擦电极单元与第二摩擦电极单元上感应产生在第一摩擦电极单元与第二摩擦电极单元间来回移动的电荷，从而产生交流电供给负载。综上，本发明提供的摩擦纳米发电机结构紧凑，可在波浪的激励作用下，基于滚盘的运动，依靠摩擦电极层产生交流电并加载给负载，实现对波浪能的吸收并转化为电能。

因此，上述摩擦纳米发电机通过装置在波浪中晃动中，基于内部结构间发生的摩擦产生电能，并供给负载，简洁的装置结构利于较好的吸收波浪能并将机械能转化为电能。

优选地，所述滚盘为非绝缘材料制备的滚盘，每个所述挡片中：

所述第一摩擦电极单元包括设置于所述基板朝向所述滚盘一侧表面的第一电极层、设置于所述第一电极层背离所述基板一侧的第一摩擦层；