复合纳米发电机制造技术

技术编号:14633505 阅读:35 留言:0更新日期:2017-02-15 01:14
本实用新型专利技术涉及纳米新能源领域,公开了一种复合纳米发电机,该复合纳米发电机包括相互堆叠的压电纳米发电机和摩擦纳米发电机,所述压电纳米发电机与所述摩擦纳米发电机之间的间隙通过垫层来实现。该复合纳米发电机能够克服单独的压电纳米发电机的输出电压低、单独的摩擦纳米发电机的输出电流低的缺陷,并能够提高该复合纳米发电机的输出功率密度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及纳米新能源领域,具体地,涉及一种复合纳米发电机
技术介绍
目前的纳米发电机可以包括压电纳米发电机和摩擦纳米发电机。压电纳米发电机的基本原理是:当纳米线在外力下动态拉伸或压缩时,纳米线中产生压电势,相应瞬变电流在两端流动以平衡费米能级,从而产生电能。摩擦纳米发电机的基本原理是:利用摩擦在材料表面产生电荷,并使两者分离,从而产生极高的电势,驱动外电路的电子发生定向移动,从而产生电能。压电纳米发电机和摩擦纳米发电机均能够从环境中收集微弱的机械能并将其转换为电能。然而,单独的压电纳米发电机的输出电压低,单独的摩擦纳米发电机的输出电流低,因此两者均不能提供高的输出功率密度。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种复合纳米发电机,该复合纳米发电机能够克服单独的压电纳米发电机的输出电压低、单独的摩擦纳米发电机的输出电流低的缺陷,并能够提高该复合纳米发电机的输出功率密度。为了实现上述目的,本技术提供一种复合纳米发电机,该复合纳米发电机包括相互堆叠的压电纳米发电机和摩擦纳米发电机,所述压电纳米发电机与所述摩擦纳米发电机之间的间隙通过垫层来实现。通过上述技术方案,由于根据本技术的复合纳米发电机包括相互堆叠的压电纳米发电机和摩擦纳米发电机,其实际上是一种摩擦压电复合式纳米发电机,因此根据本技术的复合纳米发电机能够克服单独的压电纳米发电机的输出电压低、单独的摩擦纳米发电机的输出电流低的缺陷,并能够>提高根据本技术的复合纳米发电机的输出功率密度。本技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本技术的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本技术,但并不构成对本技术的限制。在附图中:图1是根据本技术一种实施方式的复合纳米发电机的剖面示意图;图2是根据本技术又一实施方式的复合纳米发电机的剖面示意图;图3是根据本技术又一实施方式的复合纳米发电机的剖面示意图;图4是根据本技术又一实施方式的复合纳米发电机的剖面示意图;图5是根据本技术又一实施方式的复合纳米发电机的剖面示意图;图6是根据本技术又一实施方式的复合纳米发电机的剖面示意图;图7是根据本技术的复合纳米发电机中的压电纳米发电机的一种示例性剖面图;图8是根据本技术的复合纳米发电机中的摩擦纳米发电机的一种示例性剖面图;图9是由图7所示的压电纳米发电机和图8所示的摩擦纳米发电机组成的复合纳米发电机的其中一种结构的剖面示意图;图10中示出了图9所示复合纳米发电机的电路连接形式;图11是由图7所示的压电纳米发电机和图8所示的摩擦纳米发电机组成的复合纳米发电机的另一结构的剖面示意图;图12中示出了图11所示复合纳米发电机的电路连接形式;图13是根据本技术的复合纳米发电机中的摩擦纳米发电机的又一示例性剖面图;以及图14是根据本技术的复合纳米发电机中的摩擦纳米发电机的又一示例性剖面图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术,并不用于限制本技术。本技术提供一种复合纳米发电机,如图1所示,该复合纳米发电机包括相互堆叠的压电纳米发电机1和摩擦纳米发电机3,所述压电纳米发电机1与所述摩擦纳米发电机3之间的间隙通过垫层2来实现。本技术不限制垫层2的具体结构,只要其能够使得压电纳米发电机1与摩擦纳米发电机3之间形成间隙即可。例如,垫层2使压电纳米发电机1与摩擦纳米发电机3之间形成的间隙可以是拱形结构、方形结构等等。另外,本技术也不限制垫层2在压电纳米发电机1与摩擦纳米发电机3之间的布置位置,只要其能够使得压电纳米发电机1与摩擦纳米发电机3之间形成间隙即可。根据本技术的一个优选实施方式,在根据本技术的复合纳米发电机中,所述压电纳米发电机1和/或所述摩擦纳米发电机3的数量优选为多个,所述压电纳米发电机1进行堆叠,所述摩擦纳米发电机3进行堆叠,且堆叠后的压电纳米发电机1与堆叠后的摩擦纳米发电机3进行堆叠。以下对此进行详细描述。例如,如图2的复合纳米发电机剖面示意图所示,压电纳米发电机1的数量为多个,摩擦纳米发电机3的数量为1个,而且多个压电纳米发电机1相互堆叠后再与摩擦纳米发电机3进行堆叠,且在摩擦纳米发电机3与堆叠后的压电纳米发电机1之间通过垫层2形成间隙。再例如,如图3的复合纳米发电机剖面示意图所示,压电纳米发电机1的数量为1个,摩擦纳米发电机3的数量为多个,而且多个摩擦纳米发电机3相互堆叠后再与压电纳米发电机1进行堆叠,且在压电纳米发电机1与堆叠后的摩擦纳米发电机3之间通过垫层2形成间隙。再例如,如图4的复合纳米发电机剖面示意图所示,压电纳米发电机1的数量为多个,摩擦纳米发电机3的数量为多个,而且多个摩擦纳米发电机3相互堆叠,多个压电纳米发电机1相互堆叠,然后堆叠后的压电纳米发电机1与堆叠后的摩擦纳米发电机3进行堆叠,且在堆叠后的压电纳米发电机1与堆叠后的摩擦纳米发电机3之间通过垫层2形成间隙。根据本技术的又一优选实施方式,如图5所示,所述压电纳米发电机1和所述摩擦纳米发电机3的数量均为多个,且所述压电纳米发电机1与所述摩擦纳米发电机3交叉堆叠,在摩擦纳米发电机3与压电纳米发电机1之间通过垫层2形成间隙。在根据本技术的又一优选实施方式中,还可以对图5所示的复合纳米发电机进行变型以得到如图6所示的复合纳米发电机的剖面示意图,也即,可以先将多个压电纳米发电机1进行堆叠以得到多层压电纳米发电机、将多个摩擦纳米发电机3进行堆叠以得到多层摩擦纳米发电机,然后将多层压电纳米发电机与多层摩擦纳米发电机进行交叉堆叠,另外,在多层摩擦纳米发电机与多层压电纳米发电机之间通过垫层2形成间隙。优选地,在根据本技术的复合纳米发电机中,压电纳米发电机1的结构可以采用如图7的剖面示意图所示的结构,其中,该压电纳米发电机1可以包括依次堆叠的第一压电电极层11、压电材料层12和第二压电电极层13。第一压电电极层11和第二压电电极层13可以由诸如金属、金属合金、金属氧化物(例如氧化铟)等导电材料形成,其厚度可以为10nm到10mm。压电材料层12可以由锆钛酸铅(PZT)、氧化锌、聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合纳米发电机,其特征在于,该复合纳米发电机包括相互堆叠的压电纳米发电机和摩擦纳米发电机,所述压电纳米发电机与所述摩擦纳米发电机之间的间隙通过垫层来实现。

【技术特征摘要】
1.一种复合纳米发电机,其特征在于,该复合纳米发电机包括相互堆
叠的压电纳米发电机和摩擦纳米发电机,所述压电纳米发电机与所述摩擦纳
米发电机之间的间隙通过垫层来实现。
2.根据权利要求1所述的复合纳米发电机,其特征在于,所述压电纳
米发电机和/或所述摩擦纳米发电机的数量为多个,所述压电纳米发电机进行
堆叠,所述摩擦纳米发电机进行堆叠,且堆叠后的压电纳米发电机与堆叠后
的摩擦纳米发电机进行堆叠。
3.根据权利要求1所述的复合纳米发电机,其特征在于,所述压电纳
米发电机和所述摩擦纳米发电机的数量为多个,且所述压电纳米发电机与所
述摩擦纳米发电机交叉堆叠。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的复合纳米发电机,其特
征在于,所述压电纳米发电机包括依次堆叠的第一压电电极层、压电材料层
和第二压电电极层。
5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的复合纳米发电机,其特
征在于,所述压电纳米发电机包括依次堆叠的第一压电电极层、第一压电材
料层、第二压电电极层、第二压电材料层和第三压电电极层;
其中,所述第一压电材料层与所述第二压电材料层的极化方向相反;所
述第二压电电极层为所述压电纳米发电机的一个输出端,所述第一压电电极
层和所述第三压电电极层为所述压电纳米发电机的另一个输出端。
6.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的复合纳米发电机,其特

\t征在于,所述摩擦纳米发电机包括依次堆叠...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐伟王中林刘龙骆健俊张弛
申请(专利权)人:北京纳米能源与系统研究所
类型:新型
国别省市:北京;11

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