[发明专利]一种回转式摩擦纳米发电机

说明书

本发明涉及能源领域，尤其涉及一种回转式摩擦纳米发电机，包括壳体、固定连接在壳体两端的端盖，端盖中心转动连接有转轴；壳体内侧壁轴向固定连接有若干层摩擦部，摩擦部包括若干等间隔设置的第一摩擦片；转轴周向侧壁固定连接有若干层自发电摩擦部，自发电摩擦部包括自发电组件及弹性连接在自发电组件上下两端的第二摩擦片，位于上方和下方的两个第一摩擦片与第二摩擦片相接触；转轴上设置有导电部，自发电组件与导电部电性连接有电能输出装置，第一摩擦片与电能输出装置电性连接；上下相邻的两个第一摩擦片与第二摩擦片相接触。本发明提供一种能量转换效率高的摩擦纳米发电机。

技术领域

本发明涉及能源领域，尤其涉及一种回转式摩擦纳米发电机。

背景技术

摩擦起电(electrification by friction)是电子由一个物体转移到另一个物体的结果，使两个物体带上了等量的电荷。得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电。因此原来不带电的两个物体摩擦时会带有电荷，摩擦电是自然界中最常见的一种现象之一，通过物体和物体之间相互进行摩擦，就会使一方带上负电，另一方带上正电，但摩擦电又很难被收集和利用，因此往往被忽视，现有技术中，已经开发出了一种透明的柔性摩擦发电机，摩擦纳米发电机不但可以用来收集生活中原本浪费掉的各种形式的机械能(收集海洋能、风能、振动能等等)，并且还可以用作自驱动传感器来检测机械信号，然而，现有的摩擦发电机的工作原理，在发电机工作的过程中，高分子聚合物与金属电极之间，或者高分子聚合物之间构成摩擦面，摩擦面需要不断的接触和分离，但由于材料表面的粗糙度，是接触不完全的，造成转换效率很低，无法实现能量收集和检测的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种回转式摩擦纳米发电机，以解决上述问题，提供一种能量转换效率高的摩擦纳米发电机。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种回转式摩擦纳米发电机，包括壳体、固定连接在所述壳体两端的端盖，所述端盖中心转动连接有转轴；

所述壳体内侧壁轴向固定连接有若干层摩擦部，所述摩擦部包括若干等间隔设置的第一摩擦片；

所述转轴周向侧壁固定连接有若干层自发电摩擦部，所述自发电摩擦部包括自发电组件及弹性连接在所述自发电组件上下两端的第二摩擦片，位于上方和下方的两个所述第一摩擦片与所述第二摩擦片相接触；

所述转轴上设置有导电部，所述自发电组件与所述导电部电性连接有电能输出装置，所述第一摩擦片与所述电能输出装置电性连接；上下相邻的两个所述第一摩擦片与所述第二摩擦片相接触。

优选的，所述自发电组件包括固定连接在所述转轴周向侧壁的支撑壳，所述支撑壳上下开口设置，所述支撑壳的开口上固定连接有压电膜片，所述压电膜片外侧面与所述第二摩擦片之间固定连接有若干弹性件，所述弹性件为弹簧，所述压电膜片与所述导电部电性连接，所述压电膜片为铁电高分子PVDF材料。

优选的，所述导电部包括嵌入所述转轴两端侧壁的第一环形电极、第二环形电极和嵌入所述端盖内部的第一触环、第二触环，所述第一环形电极和所述第一触环相接触，所述第二环形电极和所述第二触环相接触，所述压电膜片与两个所述第二环形电极电性连接，两个所述第二环形电极连接有导线一端，所述导线另一端与所述电能输出装置电性连接。

优选的，上下相邻的两个所述第一摩擦片的间距小于两个所述第二摩擦片的间距，且上下相邻的两个所述第一摩擦片的间距大于所述支撑壳的高度。

优选的，所述第一摩擦片、第二摩擦片相对的侧面设置有纳米结构。

优选的，所述第一摩擦片为金属片，所述第二摩擦片为聚四氟乙烯或硅胶。

优选的，所述第一摩擦片、第二摩擦片投影形状为扇形结构，所述第二摩擦片截面形状为弧形结构。

优选的，所述电能输出装置为蓄电池。