[发明专利]一种发电方法和发电装置

说明书

本发明提供一种能够充分利用水能源进行发电的方法和相应的发电装置。该方法包括以下步骤：设置疏水绝缘层，疏水绝缘层的两侧分别设有第一导电元件和第二导电元件；在疏水绝缘层靠近第一导电元件的一侧设置表面电荷；提供导电液体，在疏水绝缘层上导电液体与第一导电元件接触并使表面电荷接触面的面积发生变化，从而使第一导电元件和第二导电元件之间向外电路输出电信号。通过改变表面电荷接触面的面积，导致抗衡电荷在第一导电元件和第二导电元件之间发生移动，这种电荷的移动将水的机械能转换为了电能。相比于现有技术，可以有效提高当前水能源利用率，实现对水能源的充分利用。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，尤其是涉及一种发电方法和发电装置。

背景技术

能源短缺是当今世界面临的一大难题，长久以来，人类都在使用着诸如石油等不可再生能源，石油化工产业的发展和油气产品的广泛应用使得人们面临严峻的能源危机以及全球变暖等问题。在此基础上，探寻高效的可再生能源采集方法，就成为了一个被广泛关注的重大课题。目前，风能、太阳能这类清洁低碳无污染的绿色能源越来越多地出现在发电领域。据统计，最近风力发电与太阳能发电的装机容量已接近总装机容量的15％。与这两种能源类似，水能源也是一种相对的清洁能源，但当前对水能源的利用主要集中在利用水的势能，通过拦水大坝将水的势能转化为机械能推动发电机发电。相对而言，对水能源发电的要求较高，需要在河道上进行大规模工程建设，总体的利用程度较低，难以满足当前日益增长的电力需求。因此，有必要开发出一种能够充分利用水能源进行发电的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种能够充分利用水能源进行发电的方法和相应的发电装置。

根据本发明的第一个方面，本发明提供一种发电方法，根据本发明的实施例，该方法包括以下步骤：

设置疏水绝缘层，疏水绝缘层的两侧分别设有第一导电元件和第二导电元件；

在疏水绝缘层靠近第一导电元件的一侧设置表面电荷；

提供导电液体，在疏水绝缘层上导电液体与第一导电元件接触并使表面电荷接触面的面积发生变化，从而使第一导电元件和第二导电元件之间向外电路输出电信号。

其中，疏水绝缘层可以是带有表面电荷的任何疏水绝缘性的材料，其包括但不仅限于低表面能的含氟聚合物材料，例如无定形含氟聚合物材料，其非限制性实例为：PTFE、PDMS、Teflon AF、Cytop、Hyflon。疏水绝缘层上表面电荷的获得可以是以包括但不仅限于电晕放电、摩擦起电等方式获得的表面电荷。第一导电元件和第二导电元件可以选自包括但不仅限于金属、金属氧化物、石墨烯、碳纳米管等具有良好导电性能的材料，其可以是导电极片、导电膜或导电平板的形式。导电液体具体可以是电解质液体、离子液体、液态金属、纳米金属溶液等，例如，可以是NaCl溶液、KCl离子液体、液汞、液汞齐、液态镓合金、纳米银浆。出于实际的生产和使用成本考虑，导电液体可以选择电解质液体。第二导电元件与疏水绝缘层相连，可以是直接或间接相连。表面电荷接触面是指疏水绝缘层上表面电荷形成的图案、导电液体和疏水绝缘层形成的固液接触面两者的相重叠部分，换言之，是导电液体与表面电荷所在的疏水绝缘层的局部的接触面。疏水绝缘层上导电液体与第一导电元件接触并使表面电荷接触面的面积发生变化是指，导电液体与第一导电元件之间至少发生接触这一动作(状态)，同时导电液体与表面电荷所在的疏水绝缘层的局部的接触面的大小发生变化。另外，在一些情况下，还可以发生分离这一动作(状态)。

疏水绝缘层上导电液体与第一导电元件的相对运动是指导电液体与第一导电元件之间发生了相对位移，其可以是从导电液体在疏水绝缘层上的边界与第一导电元件发生接触-导电液体与第一导电元件的接触面积逐渐变大-导电液体与第一导电元件的接触面积达到最大-导电液体与第一导电元件的接触面积逐渐变小-导电液体与第一导电元件脱离接触中任意两种或多种状态之间的变化。

本发明的有益效果在于：