[发明专利]一种可变形的高效摩擦发电装置及其发电方法

权利要求书

1.一种可以高效收集波浪能的可变形摩擦发电装置，其特征在于：该可形变摩擦发电装置包括由外至内依次设置的软体外壳，能量传递介质和发电层；软体外壳用于隔绝外部液体环境为给整个发电装置提供保护，同时吸收波浪的能量；能量传递介质可以流动，用于将波浪能量高效传递给发电层；

发电层包括外电极层及位于外电极层内的内电极层、所述内电极层与外电极层之间具有使外电极层内与内电极层分隔的支撑层；

所述支撑层包括位于内电极层表面外侧部的内支撑体及位于外电极层表面内侧部的外支撑体；

所述内支撑体与外支撑体相向面之间具有交错设置的摩擦凸部；

所述内支撑体与外支撑体之间具有间隙。

2.根据权利要求1所述的可变形摩擦发电装置,其特征在于, 所述外电极层由可延展电极层及柔性绝缘层构成，所述柔性绝缘层包裹于可延展电极的表面为其提供支撑, 所述内电极层由绝缘层和刚性电极层组成，所述绝缘层包裹于刚性电极层外部。

3.根据权利要求1或2所述的可变形摩擦发电装置,其特征在于,所述摩擦凸部表面具有用于增加接触面积和摩擦效应的二级凸起。

4.根据权利要求1或2所述的可变形摩擦发电装置,其特征在于,所述软体外壳能随着波浪运动而变形，软体外壳的材料为橡胶、乳胶、塑料、牛津布、强化纤维或涤纶，所述软体外壳厚度为0.1mm～1mm。

5.根据权利要求1所述的可变形摩擦发电装置，其特征在于，所述能量传递介质为液态，能量传递介质为纯水或水溶液。

6.根据权利要求2所述的可变形摩擦发电装置,其特征在于，所述外电极层为球状或椭圆状，所述可延展电极具有可拉伸性，能在收缩或扩张下保持导电性，可延展电极为导电水凝胶、液态封装电极、褶皱金属电极或褶皱石墨烯电极,所述柔性绝缘层为材料聚甲基硅树脂、氨基硅树脂或氟硅树脂，柔性绝缘层的厚度为0.1mm～1mm。

7.根据权利要求2所述的可变形摩擦发电装置,其特征在于,刚性电极位于软体外壳的中心，刚性电极为实心的球体或椭圆体，刚性电极材料为碳材料、金属或合金导电材料，绝缘层覆盖在刚性电极表面，刚性电极为绝缘层提供支撑，绝缘层材料为聚甲基硅树脂、氨基硅树脂或和氟硅树脂，厚度在0.1mm～1mm。

8.根据权利要求3所述的可变形摩擦发电装置,其特征在于，所述摩擦凸部为金字塔形、柱状、圆锥状或长方体，摩擦凸部长度为1mm～10mm间，二级凸起尺寸长度为0.5um～10um。

9.根据权利要求1所述的可变形摩擦发电装置,其特征在于, 软体外壳的直径为5cm～50cm。

10.一种可变形高效摩擦发电方法,其特征在于, 利用如权利要求3所述的一种可变形摩擦发电装置，将软体外壳经连杆固定于一浮标上，在收到外界海浪冲击下，外电极层和内电极层的柔性绝缘薄膜与绝缘层做接触与分离的交替运动，受力时，柔性绝缘薄膜与绝缘层靠近接触摩擦产生电荷，力消失后，柔性绝缘薄膜与绝缘层分离，在外电极和内电极之间产生电势差，电势差会驱动两个电极之间的电子转移，将机械能转换为电能。