[发明专利]一种声能采集发电装置及其制作方法

说明书

本发明用于发电技术领域，特别涉及一种声能采集发电装置及其制作方法，声能采集发电装置包括摩擦层，摩擦层的两侧设有电极层，摩擦层包括尼龙纤维膜、聚偏氟乙烯纤维膜和绝缘框板，尼龙纤维膜和聚偏氟乙烯纤维膜分别设在绝缘框板的两侧，环境中的声音经过摩擦层时，尼龙纤维膜和聚偏氟乙烯纤维膜会振动，从而形成电势差，从而将感应到的低频声音能量转换为电能，声能采集发电装置的制作方法，制作电极层和绝缘框板；将甲酸溶液和乙酸溶液配制并进行静电纺丝制成尼龙纤维膜；将N,N‑二甲基甲酰胺和丙酮配制并进行静电纺丝制成聚偏氟乙烯纤维膜；将尼龙纤维膜和聚偏氟乙烯纤维膜分别贴紧在绝缘框板两侧；在摩擦层两侧贴上电极层。

技术领域

本发明用于发电技术领域，特别是涉及一种声能采集发电装置及其制作方法。

背景技术

声能是一种广泛存在的可持续性能源，但是由于声波具有特定的频率以及分贝大小等原因，为声能采集器件的设计和研究带来了很多困难，目前研究中的压电发生器和声音共振器都存在着一些无法避免的缺点，例如其应用的声波范围都在几千赫兹甚至兆赫兹，相较于日常生活中主要存在的低频范围的声音，其应用场景非常有限。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种声能采集发电装置及其制作方法，能够采集日常生活中存在的低频声波进行并发电，应用场景更广泛。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种声能采集发电装置，包括摩擦层，所述摩擦层的两侧设有电极层，所述摩擦层包括尼龙纤维膜、聚偏氟乙烯纤维膜和绝缘框板，所述尼龙纤维膜和所述聚偏氟乙烯纤维膜分别设在所述绝缘框板的两侧，声音经过所述摩擦层时，所述尼龙纤维膜和所述聚偏氟乙烯纤维膜在声压的作用下能够相互接触或分离以形成电荷转移。

上述技术方案中至少具有如下优点或有益效果：在应用过程中，环境中的声音经过摩擦层时，尼龙纤维膜和聚偏氟乙烯纤维膜会在声压的作用下产生振动，从而使得尼龙纤维膜和聚偏氟乙烯纤维膜相互接触或分离，尼龙纤维膜和聚偏氟乙烯纤维膜接触或分离过程中会发生电荷转移从而形成电势差，这个电势差会使两个电极层之间形成电流，这种通过尼龙纤维膜和聚偏氟乙烯纤维膜形成的发电结构能够将感应到的低频声音能量转换为电能，在日常生活中应用起来更为广泛。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述摩擦层设有多层，各所述摩擦层依次层叠设置，相邻两个所述摩擦层之间加装所述电极层。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述电极层包括铜网和/或聚氨酯泡沫。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述铜网的目数为200-400目。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述聚氨酯泡沫与所述聚偏氟乙烯纤维膜之间加装所述绝缘框板。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述聚氨酯泡沫的厚度范围为0.5-1.5mm。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述电极层和所述摩擦层均具有柔韧性。

此外，本发明还提供了一种声能采集发电装置的制作方法，包括以下步骤：

制作电极层和绝缘框板；

将甲酸溶液和乙酸溶液按3:1的比例配制成质量分数为25％的溶液，加热搅拌使溶液完全溶解并进行静电纺丝制成尼龙纤维膜；

将N,N-二甲基甲酰胺和丙酮按3:2的比例配制浓度为18％的溶液，然后掺杂质量分数范围为0.5％-2.0％的全氟乙烯丙烯共聚物颗粒的溶液，加热搅拌使溶液完全溶解并进行静电纺丝制成聚偏氟乙烯纤维膜；

将尼龙纤维膜和聚偏氟乙烯纤维膜分别贴紧在绝缘框板的两侧；

在聚偏氟乙烯纤维膜外侧和尼龙纤维膜外侧均贴上电极层。