一种双摩擦层协同的高输出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双摩擦层协同的高输出摩擦纳米发电机及其制备方法，方法：配制铁磁性纳米颗粒

【技术实现步骤摘要】
一种双摩擦层协同的高输出摩擦纳米发电机及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米能源及摩擦纳米发电机
，涉及一种双摩擦层协同的高输出摩擦纳米发电机及其制备方法
。

技术介绍

[0002]开发清洁和可持续的发电技术对于实现碳中和至关重要
。
摩擦纳米发电机由于其重量轻
、
成本低
、
结构简单等特点在清洁能量收集方面很有前景，但其低表面电荷密度限制了清洁能源的进一步有效利用
。
最近，
Yang
等人报道了接触分离式摩擦纳米发电机在大气环境中
525
μ
C/m2的创纪录高电荷密度，实现了
4.86W/m2的峰值功率密度
。
尽管如此，表面电荷密度的增加不足以满足电子设备的功率需求
。
[0003]影响摩擦纳米发电机的表面电荷密度主要因素是摩擦层和电极之间的电荷复合
。
随着两个摩擦层接触，每个摩擦层表面上电荷供体或受体区域的存在使电子或空穴重新回到带正电荷或带负电荷的表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种双摩擦层协同的高输出摩擦纳米发电机，其特征在于：包括含铁磁性纳米颗粒的正摩擦层
、
含铁磁性纳米颗粒的负摩擦层
、
正摩擦层电极
、
负摩擦层电极以及外部电路；所述正摩擦层贴合在正摩擦层电极上，所述负摩擦层贴合在负摩擦层电极上，所述正摩擦层电极与所述负摩擦层电极通过外部电路连通且所述正摩擦层和负摩擦层相对设置
。2.
根据权利要求1所述的一种双摩擦层协同的高输出摩擦纳米发电机，其特征在于，所述正摩擦层和负摩擦层均负载有铁磁性纳米颗粒
。3.
根据权利要求1所述的一种双摩擦层协同的高输出摩擦纳米发电机，其特征在于，所述含铁磁性纳米颗粒的正摩擦层为铁磁性纳米颗粒
/
聚乙烯醇复合薄膜，所述含铁磁性纳米颗粒的负摩擦层为铁磁性纳米颗粒
/
聚偏二氟乙烯复合薄膜
。4.
一种双摩擦层协同的高输出摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)
配制铁磁性纳米颗粒
/
聚乙烯醇悬浊液和铁磁性纳米颗粒
/
聚偏二氟乙烯悬浊液；
(2)
将铁磁性纳米颗粒
/
聚乙烯醇悬浊液和铁磁性纳米颗粒
/
聚偏二氟乙烯悬浊液分别制成铁磁性纳米颗粒
/
聚乙烯醇复合薄膜和铁磁性纳米颗粒
/
聚偏二氟乙烯复合薄膜；
(3)
将铁磁性纳米颗粒
/
聚乙烯醇复合薄膜与正摩擦层电极
、
铁磁性纳米颗粒
/
聚偏二氟乙烯复合薄膜与负摩擦层电极结合后，通过外部电路将正摩擦层电极和负摩擦层电极连接即得双摩擦层协同的高输出摩擦纳米发电机
。5.
根据权利要求4所述的一种双摩擦层协同的高输出摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于，所述铁磁性纳米颗粒
/
聚乙烯醇悬浊液的配制方法如下：将聚乙烯醇
、
水混合加热并搅拌溶解制得聚乙烯醇水溶液，再将铁磁性纳米颗粒加入到聚乙烯醇水溶液，并用超声处理和机械搅拌1～
2h
即得铁磁性纳米颗粒
/
聚乙烯醇悬浊液
。6.
根据权利要求5所述的一种双摩擦层协同的高输出摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量分数为5～
10wt
％，所述加热的温度为
70
～
100℃
，溶解的时间为1～
3h
；所述铁磁性纳米颗粒的粒径为
200
～
300nm
；所述铁磁性纳米颗粒在铁磁性纳米颗粒
/
聚乙烯醇悬浊液中的质量分数为
0.01
～
14wt
％
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘利强，李俊，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：