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专利摘要

本发明公开了一种高功率密度针状液固耦合纳米发电机，包括第一针状电极和第二电极，所述第一针状电极包括第一针状导体、绝缘层和摩擦电层，所述绝缘层包覆于所述第一针状导体的外表面上，所述摩擦电层包覆于所述绝缘层的外表面上并与所述第一针状导体绝缘；所述第二电极与所述第一针状导体通过导线电连接；所述发电机的发电形式为：通过发电液体与所述摩擦电层和所述第二电极瞬时作用，产生电压和电流。本发明具有发电功率密度大、效率高、体积小、占用空间小、耗材小、成本低等优点，且制作简单，具有极强的经济优势。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202110382465.8
申请日期:
2021-04-09
专利申请人:
清华大学
分类号:
H02N1/04
发明/设计人:
李津津，王凯强
权利要求: 1.一种高功率密度针状液固耦合纳米发电机，其特征在于，包括：第一针状电极，所述第一针状电极包括第一针状导体、绝缘层和摩擦电层，所述绝缘层包覆于所述第一针状导体的外表面上，所述摩擦电层包覆于所述绝缘层的外表面上并与所述第一针状导体绝缘；第二电极，所述第二电极与所述第一针状导体通过导线电连接；所述发电机的发电形式为：通过发电液体与所述摩擦电层和所述第二电极瞬时作用，产生电压和电流。2.根据权利要求1所述的高功率密度针状液固耦合纳米发电机，其特征在于，所述第二电极为第二针状导体；所述第一针状导体和所述第二针状导体通过所述导线电连接，从而构成双针式发电机。3.根据权利要求2所述的高功率密度针状液固耦合纳米发电机，其特征在于，所述第二针状导体的表面上包覆有功能层。4.根据权利要求1所述的高功率密度针状液固耦合纳米发电机，其特征在于，所述第二电极为导电圈层电极，所述导电圈层电极设置在所述摩擦电层的部分周面上，从而构成单针式发电机。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的高功率密度针状液固耦合纳米发电机，其特征在于，所述摩擦电层为固体摩擦电层或自组装分子层的摩擦电层。6.根据权利要求5所述的高功率密度针状液固耦合纳米发电机，其特征在于，所述固体摩擦电层的材料与所述第二电极的材料不同。7.根据权利要求6所述的高功率密度针状液固耦合纳米发电机，其特征在于，所述固体摩擦电层的厚度为0.01～1000μm。8.根据权利要求5所述的高功率密度针状液固耦合纳米发电机，其特征在于，所述自组装分子层中的分子以碳为主链的分子。9.根据权利要求8所述的高功率密度针状液固耦合纳米发电机，其特征在于，所述自组装分子层的分子为含氟的分子。10.根据权利要求1-4中任意一项所述的高功率密度针状液固耦合纳米发电机，其特征在于，所述发电液体为纯水、自来水、盐溶液、离子液体和含氟溶剂中的一种。11.根据权利要求1-4中任意一项所述的高功率密度针状液固耦合纳米发电机，其特征在于，所述发电机具体的发电形式为：所述发电液体以液滴的形式滴在所述摩擦电层和所述第二电极上且使得所述摩擦电层与所述第二电极通过所述液滴耦合，而后，所述液滴与所述摩擦电层及所述第二电极分离，以使所述摩擦电层与所述第二电极不耦合，从而实现发电；或者，所述发电机具体的发电形式为：将所述发电机放在所述发电液体中，所述发电液体起伏以使所述发电液体与所述摩擦电层及所述第二电极接触和分离，从而实现发电。12.根据权利要求1-4中任意一项所述的高功率密度针状液固耦合纳米发电机，其特征在于，所述绝缘层以沉积的方式形成在所述第一针状导体的外表面上。13.根据权利要求5所述的高功率密度针状液固耦合纳米发电机，其特征在于，所述绝缘层的外表面不需要进行预处理可直接设置所述摩擦电层；或者所述绝缘层的外表面根据实际需要进行预处理后再设置所述摩擦电层。14.根据权利要求4所述的高功率密度针状液固耦合纳米发电机，其特征在于，所述导电圈层电极通过沉积的方式形成在所述摩擦电层上。