一种高性能压电纳米发电机及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高性能压电纳米发电机及其制备方法，该方法利用气凝胶的多孔结构促进力的传输进而加大形变，利用PDMS形成的鼓膜结构加强内部的振动，从而加强了压电效应，提高了纳米发电机的压电性能；本发明专利技术通过热压、骤冷、高压对压电材料进行了反复的激活，使其发生最大限度的极化，进一步的提高了该压电纳米发电机的性能；此外，本发明专利技术方法简单，性能优异，能够用于纳米发电机的大规模、工业化生产。

A high performance piezoelectric nano-generator and its preparation method

The invention provides a high-performance piezoelectric nano generator and a preparation method thereof. The method uses the porous structure of the aerogel to promote the transmission of force and further increase deformation. The drum membrane structure formed by PDMS strengthens the internal vibration, thereby enhancing the piezoelectric effect and improving the piezoelectric performance of the nano generator. In addition, the method of the invention is simple and has excellent performance, and can be used in large-scale and industrialized production of nano-generators.

【技术实现步骤摘要】
一种高性能压电纳米发电机及其制备方法
本专利技术属于纳米发电机
，特别涉及一种高性能压电纳米发电机及其制备方法。
技术介绍
能源是人类赖以生存的根本，推动着现代社会的科技进步和经济发展。随着世界人口的急剧增加和全球经济的飞速发展，人类对于能源的需求越来越大，而作为目前最主要的能量来源的传统化石能源已经日渐匮乏，并且，化石能源的燃烧不可避免的会导致环境污染。为了解决化石能源枯竭带来的能源危机以及降低对环境的影响，开发新型的可再生清洁能源显得尤为重要。对于新能源的利用，传统方法都是将能源转换为机械能，再将机械能通过发电机转化为电能，这样不可避免的在每次转换过程中产生能量损失，造成能量的损耗和转化效率的下降。为了克服这些不足，纳米发电机应运而生，它们能够收集环境中被浪费的各种形式的机械能，具有能量来源广泛、转换效率高、体积小、质量轻等优点。常用的纳米发电机有压电纳米发电机、热释电纳米发电机、摩擦电纳米发电机。其中压电纳米发电机由于其结构简单、能量转换效率高等优点受到了广泛的关注。常用的压电材料有压电晶体、压电陶瓷和压电高分子，而由于压电纳米发电机常被用于一些可穿戴电子设备，对柔性的要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能压电纳米发电机的制备方法，步骤包括：S1、制备气凝胶：将生物质材料、压电材料以及溶剂经过溶胶‑凝胶过程并干燥后获得气凝胶；所述溶剂能够溶解所述生物质材料且不溶解所述压电材料；S2、获取薄膜：加热加压使步骤S1所得气凝胶压成薄膜，并使压电材料产生极化；S3、急速降温：将步骤S2所得薄膜放入液氮中骤然冷却使压电材料进一步极化；S4、薄膜处理：用溶剂将步骤S3所得薄膜中的生物质材料洗掉，并进行干燥，得到多孔结构薄膜；S5、旋转涂膜：在步骤S4所得多孔结构薄膜的两面分别旋涂PDMS，得三层薄膜；S6、获取压电纳米发电机：在步骤S5所得三层薄膜两面粘贴电极，然后高压激活使压电材料完全极化，...

【技术特征摘要】
1.一种高性能压电纳米发电机的制备方法，步骤包括：S1、制备气凝胶：将生物质材料、压电材料以及溶剂经过溶胶-凝胶过程并干燥后获得气凝胶；所述溶剂能够溶解所述生物质材料且不溶解所述压电材料；S2、获取薄膜：加热加压使步骤S1所得气凝胶压成薄膜，并使压电材料产生极化；S3、急速降温：将步骤S2所得薄膜放入液氮中骤然冷却使压电材料进一步极化；S4、薄膜处理：用溶剂将步骤S3所得薄膜中的生物质材料洗掉，并进行干燥，得到多孔结构薄膜；S5、旋转涂膜：在步骤S4所得多孔结构薄膜的两面分别旋涂PDMS，得三层薄膜；S6、获取压电纳米发电机：在步骤S5所得三层薄膜两面粘贴电极，然后高压激活使压电材料完全极化，得到压电纳米发电机。2.如权利要求1所述的高性能压电纳米发电机的制备方法，其特征在于：步骤S1中，采用超声、加热或搅拌的方式使生物质材料溶解于溶剂中，采用超声、加热或搅拌的方式使压电材料分散于溶剂中，再将二者混合得到凝胶，将凝胶干燥后获得气凝胶；所述干燥方法包括：超临界干燥、或迅速冷冻后放入冷冻干燥机进行冷冻干燥。3.如权利要求2所述的高性能压电纳米发电机的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述生物质材料包括：纤维素、木质素、半纤维素或壳聚糖中的一种；所述压电材料包括：pv...

【专利技术属性】
技术研发人员：王云明，余兆函，周华民，李德群，张云，黄志高，向益，
申请(专利权)人：华中科技大学鄂州工业技术研究院，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42