一种基于相变材料的储热调温摩擦纳米发电机及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于相变材料的储热调温摩擦纳米发电机及其制备方法，所述储热调温摩擦纳米发电机通过同轴静电纺丝技术构建，包括分别以高分子聚合物材料、相变材料为皮材和芯材的皮芯纳米纤维膜以及作为静电纺丝接收衬底的导电弹性织物上下两层结构。本发明专利技术通过摩擦电材料和相变材料的联合操作，有效回收和利用环境中被浪费的机械能、环境热能、摩擦产生的热能，在优化摩擦纳米发电机性能和提高能源利用率的同时，赋予其储热、调温、控温的高效热管理能力，从而提高发电器件的耐久性、可靠性和舒适度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相变材料的储热调温摩擦纳米发电机及其制备方法
本专利技术属于摩擦纳米发电机领域，特别是涉及一种基于相变材料的储热调温摩擦纳米发电机及其制备方法。
技术介绍
摩擦纳米发电机能够高效地将不规则的低频机械能转化为电能，一经问世，便在纳米能源领域引起了强烈关注，特别是在可穿戴电源、自供电传感和电子皮肤等领域具有广泛的应用前景。然而，摩擦纳米发电机在运转中无法避免摩擦生热而导致的能量损失，极大影响摩擦纳米发电机的电学输出、耐久性和可靠性。相关研究(Adv.Mater.Technol.3(2018)1800166,SmartMater.Struct.25(2016)125007,NanoEnergy39(2017)524-531,ACSEnergyLett.4(2019)2069-2074)证实：通过引入热电发电机收集摩擦纳米发电机运转中摩擦产生的热能，能够提高发电器件的整体电学输出。然而，引入热电发电机将导致器件结构复杂、制备工艺繁琐、成本升高且不具备可穿戴特性；并且仍然无法消除摩擦生热导致温度上升对器件耐久性和可靠性产生的负面影响。相变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于相变材料的储热调温摩擦纳米发电机，其特征在于，由导电弹性织物以及设于导电弹性织物上的储热调温皮芯纳米纤维膜组成；所述储热调温皮芯纳米纤维膜采用同轴静电纺丝工艺制备而成；其中皮材为聚偏氟乙烯系列聚合物或聚丙烯腈系列聚合物，芯材为正构烷烃类相变材料、丙烯酸正烷基酯和甲基丙烯酸正烷基酯类相变材料中的一种或两种以上任意比例的混合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于相变材料的储热调温摩擦纳米发电机，其特征在于，由导电弹性织物以及设于导电弹性织物上的储热调温皮芯纳米纤维膜组成；所述储热调温皮芯纳米纤维膜采用同轴静电纺丝工艺制备而成；其中皮材为聚偏氟乙烯系列聚合物或聚丙烯腈系列聚合物，芯材为正构烷烃类相变材料、丙烯酸正烷基酯和甲基丙烯酸正烷基酯类相变材料中的一种或两种以上任意比例的混合物。


2.如权利要求1所述基于相变材料的储热调温摩擦纳米发电机，其特征在于：所述导电弹性织物为商用银纤维四面弹针织面料。


3.如权利要求1所述基于相变材料的储热调温摩擦纳米发电机，其特征在于：所述聚偏氟乙烯系列聚合物包括但不限于聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-三氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯；
所述聚丙烯腈系列聚合物包括但不限于聚丙烯腈、聚丙烯腈-偏氯乙烯；
皮材聚合物在使用之前，需要除去皮材聚合物中吸附的水分。


4.如权利要求1所述基于相变材料的储热调温摩擦纳米发电机，其特征在于：所述正构烷烃的通式为CnH2n+2，丙烯酸正烷基酯的通式为CH2=CH-COOCnH2n+1，甲基丙烯酸正烷基酯的通式为CH2=C(CH3)-COOCnH2n+1；n=9~50，且n为整数。


5.如权利要求1所述基于相变材料的储热调温摩擦纳米发电机，其特征在于：所述芯材为正构烷烃类相变材料、丙烯酸正烷基酯和甲基丙烯酸正烷基酯类相变材料中的两种或三种时，任意一种芯材的质量占比均大于芯材总质量的10wt.%。


6.如权利要求2所述基于相变材料的储热调温摩擦纳米发电机，其特征在于：所述商用镀银纤维四面弹针织面料由75wt.%银纤维和25wt.%氨纶组成。


7.权利要求1至6任一所述基于相变材料的储热调温摩擦纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹瑞瑞，王新，贾小永，牛喜玲，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：河南;41