电磁—摩擦复合发电机的制备及其在海洋能收集应用的研究

发布时间：2021-08-14 22:43

　　在全球范围内广泛分布的海洋能是目前最有前景的可再生能源之一,理论上传统的电磁发电机（EMG）可用于收集海洋能,然而它在收集不规则和低频（<5 Hz）运动能量时存在诸多局限,使海洋能难以得到有效利用。最近发明的摩擦纳米发电机（TENG）在收集低频水波运动能量方面比电磁发电机更有优势,将TENG制备成发电网络可用于大规模海洋能的收集,满足人类的能源需求。然而海水的长期腐蚀、水气和海水的高离子浓度都对摩擦起电能力有负面影响,因此对TENG进行封装是TENG实现海洋能收集的一个必要过程。近来提出了利用成对磁铁之间的非接触吸引力完成从波浪（外部机械源）到TENG的机械传动,将波浪的机械能经由TENG转化成电能,从而实现TENG部分的封装。海浪驱动成对磁铁中的一个磁铁运动,使另一个磁铁在磁铁间吸引力的作用下运动,带动与之相连的TENG的两个摩擦层不断地发生相对运动,因此可以将TENG封装起来。同时,与铜线圈结合又可以形成EMG,实现TENG和EMG的复合。然而,如何构建高效率和持久耐用的TENG与EMG的复合发电系统来收集不规则和低频的海洋能仍面临挑战。基于以上现状,本文的主要工作是设计并构... 

【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

利用海洋能公司目前建造的电磁发电机收集海洋潮汐或海浪中能量的典型设计

我们引入了一种单电极模式的摩擦纳米发电机，即只有底部有电极，且接地（图1-2c）。如果摩擦纳米发电机的尺寸有限，上部的带电物体接近或者离开下部物体，都会改变局部的电场分布，这样下电极和大地之间会发生电子交换，以平衡电极上的电势变化。这种基本工作模式可以用在接触-分离结构[20]和滑动结构中[21, 22]。

的往复运动可以形成功率输出。这个运动的带电物体不一上表面接触，例如在转动模式下，其中一个圆盘可以自由分有直接的机械接触，就可以在很大程度上降低材料表面擦纳米发电机的耐久性非常有利。米发电机作为一项强大的技术，是基于摩擦起电和静电感为电能的[11]，具有高功率密度、高效率、低重量和低制造。自诞生以来，各种不同结构和功能的摩擦纳米发电机被开类的能量收集思想。到目前为止，单个摩擦纳米发电机器殊情况下高达 500 Wm-2，瞬时能量转换效率达到 70％[32, 3设备的功率需求。这种技术在机械能收集方面具有普遍性源获取能量，如人类行走、机械振动、旋转、风、潮汐、水波擦纳米发电机和电磁发电机的比较工作原理的比较

【参考文献】：
期刊论文
[1]Nanogenerators for Self-Powered Gas Sensing[J]. Zhen Wen,Qingqing Shen,Xuhui Sun.  Nano-Micro Letters. 2017(04)



本文编号：3343310