【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境能量采集器件领域，具体涉及到一种氧化物纳米颗粒湿基发电材料及其柔性发电器件的设计及制备。
技术介绍
1、作为可再生绿色能源的水占地球表面面积的71％，不仅是人类生存不可缺少的物质，还包含着多种形式的巨大能量。地球上的水是以蒸汽、液体和冰的形式存在的，包括水蒸汽、雨水、河流、海洋和冰川等，它们也构成了生物系统的基础。尽管利用水流发电的历史悠久，但大多数技术只利用液态水的重力势能和动能。随着纳米科学和纳米技术的快速发展，过去十年我们已经见证了利用纳米结构材料与水之间的电耦合将各种水能转换为电能的研究活动的蓬勃发展。纳米材料由于量子限域效应和表面效应而对外部刺激敏感，并与各种形式的水强烈作用以产生电能。例如，利用纳米结构材料与水流、滴落的水滴、水波、蒸发的体水以及环境中无处不在的湿气的直接相互作用来发电。本专利技术主要关注的是利用纳米结构材料与环境中的湿气直接相互作用来发电。当前对湿基发电现象的研究还处于起步阶段，大多数湿基发电器件不具备柔性能力，使得在现实复杂工况(例如可穿戴场景下)下的实际应用受限。
2、现有湿电现象主要基于：(1)毛细凝聚效应。受表面张力和弯曲界面的影响，水在狭小的通道(纳米通道)内更容易凝聚，即湿气与纳米结构材料相互作用时，形成溶液。这个过程中涉及湿气的气-液相变，释放出热能。(1)双电层理论。在纳米孔道中，由于孔道内表面电荷不可移动，孔壁界面由于电性吸引会在溶液测形成一层与表面电荷极性相反的反离子层。当纳米孔道尺寸小于德拜屏蔽尺寸时，纳米孔通道具有对阴阳离子的选择性分离效果。(3
3、现阶段研究表明，纳米氧化物颗粒形成的纳米通道可以在液态水环境中实现阴阳离子的分离，从而产生电势差。但是关于纳米氧化物膜收集水能量一般都是液态水，关于气态水(湿气)能量收集的研究还处于空白阶段。另一方面，纳米氧化物颗粒形成的膜是通过自组装形成的，纳米颗粒间的结合不稳定，容易发生脱落，并且需要附着在衬底上，非自支撑膜，难以适用于涉及复杂变形的柔性应用场合。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种基于纳米氧化物颗粒的柔性湿基发电器件的制备方法。
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种基于纳米氧化物颗粒的柔性湿基发电器件，其特征在于：包括，
5、吸湿上电极；
6、纳米氧化物颗粒柔性薄膜；
7、下电极以及电压电流信号采集表；其中，所述纳米氧化物颗粒柔性薄膜设置在吸湿上电极和下电极之间，所述电压电流信号采集表与吸湿上电极和下电极连接；
8、其中，所述纳米氧化物颗粒柔性薄膜由粘合剂、有机溶剂、非有机溶剂与粘合剂等质量的纳米氧化物颗粒混合液体刮涂后干燥形成；
9、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述粘合剂为聚偏二氟乙烯-co-六氟丙烯，所述有机溶剂为四氢呋喃，所述非有机溶剂为无水乙醇。
10、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述粘合剂、有机溶剂与非有机溶剂的质量比为1:19:1。
11、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述纳米氧化物颗粒为氧化铝，氧化铝与聚偏二氟乙烯-co-六氟丙烯的质量比为1：1。
12、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述混合液体刮涂在玻璃板上，刮涂厚度为50μm～500μm。
13、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述干燥后得到纳米氧化物颗粒柔性薄膜，其中，干燥温度为30℃～60℃，时间为5～8h。。
14、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：
15、将多壁碳纳米管、无水乙醇、氯化钙在里混合，然后在超声得到悬浮液；
16、将悬浮液均匀喷涂在纳米氧化物颗粒柔性薄膜上，得到吸湿上电极；
17、在聚酯薄膜上涂布镓铟合金形成下电极；
18、将喷涂了碳纳米管的纳米氧化物颗粒柔性薄膜贴合在镓铟合金表面，电压电流信号的采集表在吸湿上电极与下电极之间，制备出纳米氧化物颗粒的柔性湿基发电器件。
19、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述多壁碳纳米管内径为5～8nm，外径10～15nm，长度2～8μm。
20、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述氯化钙浓度为5mg/ml，氯化钙与无水乙醇配比为0.266g：80ml。
21、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述超声得到悬浮液，其中时间为1h。
22、本专利技术的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种基于纳米氧化物颗粒的柔性湿基发电器件的制备方法制得的产品。
23、本专利技术的另一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种基于纳米氧化物颗粒的柔性湿基发电器件的制备方法制得的产品在环境能量采集器件中的应用。
24、本专利技术有益效果：
25、(1)本专利技术实现了纳米氧化物颗粒纳米发电器件的柔性以及湿气环境下的发电能力。
26、(2)本专利技术可以实现湿度发电器件的大面积集成及高性能输出，虽然pvdf膜常用于压电材料，但证明了pvdf-hfp在我们的器件中不产生电信号；另外，吸湿上电极是通过cnt管悬浮液喷涂到氧化铝/pvdf-hfp薄膜表面上形成。下电极选择的是液态金属，因为具有良好的流动性可以和氧化铝/pvdf-hfp薄膜贴合良好。从而使得电极的贴合对器件的性能影响极小。
27、(3)本专利技术制备的纳米氧化物颗粒的柔性湿基发电器件可以驱动低功耗电子设备。
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1.一种基于纳米氧化物颗粒的柔性湿基发电器件，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的柔性湿基发电器件，其特征在于：所述粘合剂为聚偏二氟乙烯-co-六氟丙烯，所述有机溶剂为四氢呋喃，所述非有机溶剂为无水乙醇。
3.如权利要求2所述的柔性湿基发电器件，其特征在于：所述粘合剂、有机溶剂与非有机溶剂的质量比为1:19:1。
4.如权利要求1所述的柔性湿基发电器件，其特征在于：所述纳米氧化物颗粒为氧化铝，氧化铝与聚偏二氟乙烯-co-六氟丙烯的质量比为1：1。
5.如权利要求1所述的柔性湿基发电器件，其特征在于：所述混合液体刮涂，刮涂厚度为50μm～500μm。
6.如权利要求1所述的柔性湿基发电器件，其特征在于：所述干燥，温度为30℃～60℃，时间为5～8h。
7.权利要求1～6中所述的柔性湿基发电器件的制备方法，其特征在于：包括，
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述多壁碳纳米管内径为5～8nm，外径10～15nm，长度2～8μm。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：
10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述超声得到悬浮液，其中时间为1h。
...【技术特征摘要】
1.一种基于纳米氧化物颗粒的柔性湿基发电器件，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的柔性湿基发电器件，其特征在于：所述粘合剂为聚偏二氟乙烯-co-六氟丙烯，所述有机溶剂为四氢呋喃，所述非有机溶剂为无水乙醇。
3.如权利要求2所述的柔性湿基发电器件，其特征在于：所述粘合剂、有机溶剂与非有机溶剂的质量比为1:19:1。
4.如权利要求1所述的柔性湿基发电器件，其特征在于：所述纳米氧化物颗粒为氧化铝，氧化铝与聚偏二氟乙烯-co-六氟丙烯的质量比为1：1。
5.如权利要求1所述的柔性湿基发电器件，其特征在于：所述混合液体刮涂，刮涂厚...
【专利技术属性】
技术研发人员：辛明勇，徐长宝，王宇，高吉普，杨婧，祝健杨，冯起辉，何雨旻，张后谊，汪明媚，古庭赟，李博文，林呈辉，徐玉韬，刘斌，唐塞秋，孟令雯，张缘圆，毛钧毅，代奇迹，陈敦辉，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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