The invention provides a solar response wave energy conversion device based on carbon quantum dot modified composite conductive film, a preparation method and application thereof. The invention specifically mixes graphene oxide, carbon black and carbon nanotubes with waterborne polyurethane coating evenly, and then further disperses the carbon quantum dots transformed with marine polysaccharides, and coats the mixed uniform dispersion solution on the matrix to prepare carbon black/graphene oxide/carbon nanotubes/waterborne polyurethane composite conductive thin doped with carbon quantum dots. The film is then assembled into a solar wave energy conversion device. The invention makes full use of the exciting electrons released by carbon quantum dots under solar illumination to promote the charge transfer process at the interface between seawater and composite conductive film, and outputs and enhances the current and voltage pulse signals. The power generation device has the advantages of simple preparation method, low cost, large area preparation and series-parallel connection to increase signal output, and has potential application value in coastal, reef, buoy and other marine environments.
【技术实现步骤摘要】
一种基于碳量子点修饰的复合导电薄膜的太阳能响应波浪能转化装置及其制备方法和应用
本专利技术属于新能源
,具体涉及一种基于碳量子点修饰的复合导电薄膜的太阳能响应波浪能转化装置及其制备方法和应用。
技术介绍
波浪能是海洋能中最主要的能源形式之一,开发利用波浪能是解决未来能源危机和生态环境问题的重要举措。现阶段波浪能收集与转化设备主要基于电磁原理,依托大宗钢铁设备实现机械能-电能的转化,存在发电效率低、成本高、设备稳定与可靠性低等固有缺陷,限制了其广泛应用。开发一种基于新原理的波浪能捕获与转化装置,实现对波浪能的高效率、低成本转化具有重要意义。碳量子点是一种径向尺寸小于20nm、碳层数为10层以内的准零维纳米荧光碳材料,由于具有边缘效应和量子限域效应而呈现出光致发光特性,使其在生物成像、药物输运、疾病监测、荧光探针、光伏新能源等领域具有广泛的应用前景。通过在波浪能捕获与转化装置引入碳量子点,实现装置对太阳能、波浪能的同时捕获以提高电输出对改善能源利用架构、提高能源利用效率具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种基于碳量子点修饰的复合导电薄膜的太阳能响应波浪能转化装置及其制备方法和应用,本专利技术可以获得制备简单、成本低、采能范围广的太阳能响应波浪能转化装置,可以有效解决当今波浪能转化装置效率低、成本高的问题,通过对太阳能、波浪能的同时利用提高电输出,有利于推进波浪能产业大规模应用和商业化进程,具有重要的使用价值和经济价值。为实现上述专利技术目的,本专利技术采用以下技术方案予以实现:本专利技术提供了一种基于碳量子点修饰的复合导电薄膜的太阳光响 ...
【技术保护点】
1.一种基于碳量子点修饰的复合导电薄膜的太阳光响应波浪能转化装置的制备方法,其特征在于它包括以下步骤:(1)、将石墨粉、硝酸钠和高锰酸钾在冰浴条件下按照质量比1~2:1:5~8溶解在浓硫酸中,搅拌;(2)、移除冰浴,将所述混合物加热至30~50℃,搅拌后,加入水及双氧水直至气泡消失;(3)、将所述溶液离心并清洗,并再次分散到水中并超声,离心后去除黑色残渣获得均匀悬浮液,并进一步冷冻干燥获得氧化石墨烯;(4)、将海洋多糖作为碳源溶解在水中,作为前驱体溶液;将所述前驱体溶液移入反应釜内,放入烘箱中进行反应;将反应产物过滤,得到碳量子点水溶液;(5)、将水性聚氨酯涂料分散在分散剂中,配制水性聚氨酯的分散液;(6)、将所述氧化石墨烯和碳黑的混合粉末分散到步骤(5)所述水性聚氨酯的分散液中,分散使之形成稳定的分散液;(7)、将碳纳米管及所述碳量子点水溶液分散到步骤(6)所述的氧化石墨烯、碳黑、水性聚氨酯涂料的分散液中,形成稳定的分散液;(8)、将步骤(7)中的分散液涂在基体上,自然干燥,形成基于碳量子点修饰的碳黑/氧化石墨烯/碳纳米管/水性聚氨酯复合导电薄膜;(9)、将两个铜电极分别连接在所述基 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于碳量子点修饰的复合导电薄膜的太阳光响应波浪能转化装置的制备方法,其特征在于它包括以下步骤:(1)、将石墨粉、硝酸钠和高锰酸钾在冰浴条件下按照质量比1~2:1:5~8溶解在浓硫酸中,搅拌;(2)、移除冰浴,将所述混合物加热至30~50℃,搅拌后,加入水及双氧水直至气泡消失;(3)、将所述溶液离心并清洗,并再次分散到水中并超声,离心后去除黑色残渣获得均匀悬浮液,并进一步冷冻干燥获得氧化石墨烯;(4)、将海洋多糖作为碳源溶解在水中,作为前驱体溶液;将所述前驱体溶液移入反应釜内,放入烘箱中进行反应;将反应产物过滤,得到碳量子点水溶液;(5)、将水性聚氨酯涂料分散在分散剂中,配制水性聚氨酯的分散液;(6)、将所述氧化石墨烯和碳黑的混合粉末分散到步骤(5)所述水性聚氨酯的分散液中,分散使之形成稳定的分散液;(7)、将碳纳米管及所述碳量子点水溶液分散到步骤(6)所述的氧化石墨烯、碳黑、水性聚氨酯涂料的分散液中,形成稳定的分散液;(8)、将步骤(7)中的分散液涂在基体上,自然干燥,形成基于碳量子点修饰的碳黑/氧化石墨烯/碳纳米管/水性聚氨酯复合导电薄膜;(9)、将两个铜电极分别连接在所述基于碳量子点修饰的碳黑/氧化石墨烯/碳纳米管/水性聚氨酯复合导电薄膜的上、下两端,并用乙烯−醋酸乙烯酯共聚物热封,制备得到太阳光响应波浪能转化装置。2.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员:唐群委,谭进,段加龙,赵媛媛,
申请(专利权)人:暨南大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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