KR20170002363A - Triboelectric generator - Google Patents

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KR20170002363A
KR20170002363A KR1020160181537A KR20160181537A KR20170002363A KR 20170002363 A KR20170002363 A KR 20170002363A KR 1020160181537 A KR1020160181537 A KR 1020160181537A KR 20160181537 A KR20160181537 A KR 20160181537A KR 20170002363 A KR20170002363 A KR 20170002363A
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박종진
변도영
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전남대학교산학협력단
성균관대학교산학협력단
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/04—Friction generators

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Abstract

The present invention relates to a triboelectric generator which comprises: a rotor coupled to a driving shaft, and installed to be freely rotated; a rotating electrode for rotating by the rotation of the rotor; a frictional electrode fixing plate separated from the rotating electrode, and formed on an outer part of the rotating electrode; a frictional electrode periodically formed at regular intervals inside the frictional electrode fixing plate, and having a plurality of fine protrusion structures formed on the surface; and a triboelectric generating layer on the surface of an end of the rotating electrode.

Description

마찰전기 발생장치{TRIBOELECTRIC GENERATOR}[0001] TRIBOELECTRIC GENERATOR [0002]

본 발명은 마찰전기 발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍력 등과 같은 주위 에너지를 이용하여 마찰전기를 발생시키는 마찰전기 발생장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a triboelectric generator, and more particularly, to a triboelectric generator that generates triboelectric energy by using ambient energy such as wind power.

최근 세계적으로 환경 이슈가 부각되고 화석연료의 고갈에 따른 에너지 위기를 맞이하면서 다양한 대체 에너지원 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 이러한 추세의 일환으로 주위 환경에서 발생하지만, 소모되어 버리는 주위 에너지(ambient energy)를 전기 에너지로 변환하는 에너지 발생장치와 관련된 기술이 최근 주목을 받고 있다. Recently, environmental issues are highlighted globally, and the energy crisis due to depletion of fossil fuels is being met, and efforts are being made to develop various alternative energy sources. As a part of this tendency, a technique related to an energy generating device that converts ambient energy into electric energy, which is generated in the surrounding environment but is consumed, has recently attracted attention.

이러한 장치 가운데 하나가 마찰전기 발생장치로, 마찰전기 발생장치는 서로 다른 마찰전기 극성을 가진 두 물질이 접촉하게 되면 전하 이동이 일어나는 원리를 응용한 것이다. 보다 상세하게 설명하면, 기계적인 힘에 의해 접촉면이 맞닿거나 떨어지게 되는데 이때 접촉면에 쌍극자층과 전압강하가 생겨나고 이로 인해 한쪽 물체의 전자가 다른 물체로 이동하게 되어 전기가 생산된다. 여기서 전자의 이동 방향은 두 물체의 상대적인 성질에 따라 결정된다. One of these devices is a triboelectric generating device, and the triboelectric generating device is applied to the principle that charge movement occurs when two materials having different triboelectric polarities come into contact with each other. More specifically, the contact surface is brought into contact with or dropped off by a mechanical force. At this time, a dipole layer and a voltage drop are generated on the contact surface, and electrons of one object move to another object. Here, the direction of electron movement depends on the relative properties of the two objects.

이러한 주위 에너지(ambient energy)를 전기 에너지로 변환하는 장치들은 긴 수명, 낮은 유지보수비용, 적은 폐기 비용과 오염 등의 장점을 가짐에도 불구하고 에너지 효율, 크기 및 설비 가격 면에서 아직 실용화에 많은 장애를 가지고 있다. 특히 마찰전기 발생장치는 서로 다른 마찰전기 극성을 갖는 두 물질을 별도의 기계적인 힘에 의해서 서로 접촉과 분리를 반복해야 하기 때문에 효율과 운용비용 면에서 비경제적인 한계가 있다. These devices for converting ambient energy into electrical energy have many advantages in terms of energy efficiency, size and equipment cost, though they have advantages such as long lifetime, low maintenance cost, low waste cost and pollution Lt; / RTI > Particularly, the triboelectric generating device has a non-economic limit in terms of efficiency and operation cost because two materials having different friction polarities must be repeatedly contacted and separated by a separate mechanical force.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 풍력 등의 주위 에너지를 회전체로 전달하여, 회전체의 회전 시 두 개의 대전된 물질 사이에서 생기는 마찰전기 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 전기를 발생시킬 수 있는, 마찰전기 발생장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an electric rotating machine which transmits ambient energy such as wind power to a rotating body, To generate electric power by converting electric energy into electric energy.

본 발명의 다른 목적은 풍력, 수력과 같은 주위 에너지를 이용함으로써 운용비용을 절감하고 마찰 표면에서의 표면적을 증대시킴으로써 효율을 더욱더 향상시킬 수 있는 마찰전기 발생장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a triboelectric generating device which can further improve the efficiency by reducing the operating cost and increasing the surface area at the friction surface by using ambient energy such as wind power and water power.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은According to one aspect of the present invention for achieving the above object,

구동축에 결합되어 자유회전되도록 설치된 회전체;A rotating body coupled to the drive shaft to rotate freely;

상기 회전체의 회전에 의해 회전하는 회전 전극; A rotating electrode rotated by rotation of the rotating body;

상기 회전 전극과 이격되어 그의 외곽에 형성된 마찰 전극 고정대; A friction electrode fixed to the rotary electrode, the friction electrode fixed to the rotary electrode;

상기 마찰 전극 고정대의 내측에 일정한 간격으로 주기적으로 형성되고, 표면에 다수의 미세 돌기 구조체가 형성되어 있는 마찰 전극; 및 A friction electrode formed at regular intervals on the inner side of the friction electrode fixing table and having a plurality of fine projection structures formed on its surface; And

상기 회전 전극의 끝단 표면에 마찰전기발생층을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰전기 발생장치에 관한 것이다.And a frictional electricity generating layer on the end surface of the rotary electrode.

다른 양상에서 본 발명은 구동축에 결합되어 자유회전되도록 설치된 회전체;According to another aspect of the present invention, there is provided a rotating body, comprising: a rotating body coupled to a drive shaft to rotate freely;

상기 회전체의 회전에 의해 회전하는, 블레이드 표면에 대전 필름이 코팅되어 구성되는 회전 전극; A rotating electrode rotatable by rotation of the rotating body, the rotating electrode being coated with a charged film on the surface of the rotating body;

상기 회전 전극과 연결되고, 편평한 면을 갖는 마찰 전극 고정대; A friction electrode fixed to the rotary electrode and having a flat surface;

상기 마찰 전극 고정대의 편평한 면에 일정한 간격으로 주기적으로 형성되고, 표면에 다수의 미세 돌기 구조체가 형성되어 있는 마찰 전극; 및 A friction electrode formed on the flat surface of the friction electrode fixed base at regular intervals and having a plurality of fine projection structures formed on a surface thereof; And

상기 회전 전극의 상기 마찰 전극과 면하는 쪽의 블레이드 면에 마련된 마찰전기발생층을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰전기 발생장치에 관한 것이다. And a frictional electricity generating layer provided on the blade surface of the rotary electrode facing the friction electrode.

상기 회전체와 상기 회전 전극은 일체로 형성될 수 있다. The rotating body and the rotary electrode may be integrally formed.

마찰 전극의 표면에 형성되는 미세 돌기 구조체는 반구형, 피라미드형, 사각기둥형, 또는 다각 기둥 형상일 수 있다. The microprojection structure formed on the surface of the friction electrode may be hemispherical, pyramidal, quadrangular, or polygonal.

상기 미세 돌기 구조체는 나노닷(nanodot), 나노벨트(nanobelt), 나노리본(nanoribbon), 나노피라미드(nanopyramid), 나노웨이비(nanowavy), 또는 나노블록 형태일 수 있다.The microprojection structure may be in the form of a nanodot, a nanobelt, a nanoribbon, a nanopyramid, a nanowavy, or a nanoblock.

다른 실시예에서, 본 발명의 마찰전기 발생장치는 회전 전극과 고정대 사이에, 고정대와 접하는 표면에 미세 돌기 구조체가 형성된 중간 회전체를 추가로 포함할 수 있다.In another embodiment, the triboelectric generating apparatus of the present invention may further include an intermediate rotating body between the rotating electrode and the fixing table, wherein a fine protrusion structure is formed on a surface in contact with the fixing table.

또 다른 실시예에서, 본 발명의 마찰전기 발생장치는 회전 전극과 고정대 사이에 중간 회전체를 포함하고, 상기 중간 회전체는 고정대와 접하는 표면에 미세 돌기 구조체가 형성되고, 상기 고정대는 중간 회전체와 접하는 표면에 미세 돌기 구조체를 포함할 수 있다. In still another embodiment, the triboelectric generating apparatus of the present invention includes an intermediate rotating body between a rotating electrode and a fixed base, wherein the intermediate rotating body has a fine protrusion structure formed on a surface in contact with the fixed base, The microprojection structure may include a microprojection structure.

본 발명의 다양한 실시예의 마찰전기 발생장치에 의하면, 풍력이나 수력과 같은 주위 에너지에 의해서 회전 전극을 회전시켜, 마찰전기 발생장치의 마찰 전극과 회전 전극 사이의 마찰에 의하여 전기에너지를 발생시킬 수 있다. 이렇게 발생된 전기에너지는 배터리에 저장되거나 연결된 전자기기에 공급될 수 있다. According to the triboelectric generating apparatus of the various embodiments of the present invention, the rotating electrode is rotated by ambient energy such as wind or hydraulic force to generate electric energy by friction between the friction electrode and the rotating electrode of the triboelectric generating device . The electric energy thus generated can be supplied to an electronic device stored or connected to the battery.

또한, 본 발명의 마찰전기 발생장치에 의하면 주위 에너지에 의해 마찰면을 이동시켜 운용비용이 절감되고, 마찰 전극의 표면에 형성된 마크로 또는 나노 미세 돌기 구조체에 의해서 마찰 표면적을 확대하여, 발전효율을 극대화할 수 있다.Further, according to the triboelectric generator of the present invention, the friction surface is moved by ambient energy to reduce the operation cost, and the friction surface area is enlarged by the macro or nano-microprojection structure formed on the surface of the friction electrode, can do.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰전기 발생장치의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰전기 발생장치의 마찰 전극의 미세 돌출 구조체의 다양한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마찰전기 발생장치의 개략사시도와 원내 확대도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마찰전기 발생장치의 개략사시도와 원내 확대도이다.
도 5는 본 발명의 마찰전기 발생장치에서 고정자의 위치 변화에 따른 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마찰전기 발생장치의 개략사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예의 마찰전기 발생장치에서 전압과 전류를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 마찰전기 발생장치의 응용예를 도시한 도면이다. 1 is an exploded perspective view of a triboelectric generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing various examples of the micro protruding structure of the friction electrode of the triboelectric generator according to the embodiment of the present invention.
3 is a schematic perspective view and an enlarged view of a triboelectric generator according to another embodiment of the present invention.
4 is a schematic perspective view and an enlarged view of a triboelectric generating device according to another embodiment of the present invention.
5 is a view showing a structure of an apparatus according to a positional change of a stator in a triboelectric generator of the present invention.
6 is a schematic perspective view of a triboelectric generator according to another embodiment of the present invention.
7 is a graph showing the results of measurement of voltage and current in a triboelectric generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing an application example of the triboelectric generating device of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예들을 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. 또한, 소정의 물질층이 기판이나 다른 층상에 존재한다고 설명될 때, 그 물질층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 존재할 수도 있고, 그 사이에 다른 제3의 층이 존재할 수도 있다. 또한, 아래의 실시예에서 각 구성요소를 이루는 물질은 예시적인 것이므로, 이외에 다른 재료가 사용될 수도 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size and thickness of each element may be exaggerated for clarity of explanation. Also, when it is described that a certain material layer is present on a substrate or other layer, the material layer may be present in direct contact with the substrate or another layer, and there may be another third layer in between. Further, in the following embodiments, the material constituting each constituent element is an exemplary one, so other materials may be used.

본 발명은 주위 에너지를 회전체(10)(rotor)를 이용하여 회전동력으로 변환할 경우 회전 전극(20)의 끝단에 있는 마찰전기발생층(30)과 고정대(40)의 마찰전극(50)의 마찰로 발생되는 전압과 전류를 얻는 마찰전기 발생장치에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰전기 발생장치의 분해사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰전기 발생장치는 구동축에 결합되어 자유회전되도록 설치된 회전체(10); 상기 회전체의 회전에 의해 회전하는 회전 전극(20); 상기 회전 전극(20)의 외곽에 형성된 마찰 전극 고정대(40); 상기 마찰 전극 고정대의 내측에 일정한 간격으로 주기적으로 형성되고, 표면에 다수의 미세 돌기 구조체(55)가 형성되어 있는 마찰 전극(50); 및 상기 회전 전극(20)의 끝단 표면에 마련된 마찰전기발생층(30)을 포함한다. When the ambient energy is converted into rotary power by using the rotor 10, the frictional electricity generating layer 30 at the end of the rotary electrode 20 and the frictional electrode 50 of the fixed table 40, To thereby obtain a voltage and a current generated by the friction of the brush. 1 is an exploded perspective view of a triboelectric generator according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a triboelectricity generating apparatus according to an embodiment of the present invention includes a rotating body 10 coupled to a drive shaft to rotate freely; A rotating electrode (20) rotating by rotation of the rotating body; A friction electrode holder 40 formed on the outer periphery of the rotary electrode 20; A friction electrode 50 periodically formed at regular intervals on the inside of the friction electrode fixing table and having a plurality of microprojection structures 55 formed on its surface; And a frictional electricity generating layer 30 provided on an end surface of the rotary electrode 20.

본 발명의 마찰전기 발생장치에서 회전 전극(20)을 회전시키는 주위 에너지는 선형 에너지를 회전 에너지로 변환할 수 있는 풍력 또는 수력을 예로 들 수 있다. 상기 회전체(10)는 세라믹 베어링, 세라믹 하이브리드 베어링, 세라믹 코팅 베어링, 또는 금속베어링을 포함할 수 있다. 이러한 베어링에 의해서 회전 전극(20)이 구동축에 대하여 원활하게 회전가능하게 된다. 본 발명에서 상기 회전체(10)와 상기 회전 전극(20)은 일체로 형성될 수도 있다. The ambient energy for rotating the rotary electrode 20 in the triboelectric generator of the present invention can be exemplified by a wind force or a hydraulic force capable of converting linear energy into rotational energy. The rotating body 10 may include a ceramic bearing, a ceramic hybrid bearing, a ceramic coated bearing, or a metal bearing. With this bearing, the rotary electrode 20 can rotate smoothly with respect to the drive shaft. In the present invention, the rotary body 10 and the rotary electrode 20 may be integrally formed.

본 발명의 마찰전기 발생장치에서 회전 전극(20)은 프로펠러 또는 에어포일 형상의 단면을 갖는 날개인 블레이드로 구성된다. 상기 회전 전극(20)의 단면적은 가능한 한 에어 포일형, RAF 에어 포일형, 게팅겐 에어 포일형 등으로 대표되는 비행기에 사용되는 유선형의 에어 포일형으로 형성함이 바람직하다. 이러한 회전 전극(20)의 주변을 흐르는 공기 유동에 의하여 회전 전극(20)에 발생하는 공기 역학적 힘 중에서 양력을 이용하여 회전동력을 얻는다. 이러한 마찰전기 발생장치에서는 예를 들어, 지지대(11)에 설치된 상태에서 국지풍 또는 계절풍 등의 유입된 바람에 의해 회전 전극(20)이 회전하게 된다. 회전 전극(20)의 끝단에 형성된 마찰전기발생층(30)과 마찰 전극(50)은 소정의 간격을 두고 이격 형성되어 있고, 마찰전기발생층(30)과 마찰 전극(50)은 서로 반대되는 마찰전기 극성을 가진 재료로 구성되어, 회전 전극(20)의 회전에 따라서 마찰전기발생층(30)과 마찰 전극(50)이 주기적으로 접촉되었다 분리되었다를 반복하면서 마찰 전기를 수확할 수 있게 된다. In the triboelectric generator of the present invention, the rotary electrode 20 is constituted by a blade, which is a blade having a cross section in the form of a propeller or an airfoil. The cross-sectional area of the rotary electrode 20 is preferably formed into a streamlined airfoil type used in an airplane typified by an airfoil type, an RAF airfoil type, a Gatingen airfoil type, or the like. The rotating force is generated by using the lift force among the aerodynamic forces generated in the rotating electrode 20 by the air flow that flows around the rotating electrode 20. In such a triboelectric generating apparatus, for example, in a state where the triboelectric generating apparatus is installed on the supporting table 11, the rotating electrode 20 is rotated by winds such as local winds or seasonal winds. The frictional electricity generating layer 30 and the frictional electrode 50 formed at the ends of the rotary electrode 20 are spaced apart from each other at a predetermined interval and the frictional electricity generating layer 30 and the frictional electrode 50 are opposed to each other The triboelectric generating layer 30 and the friction electrode 50 are periodically contacted and separated according to the rotation of the rotary electrode 20 so that the triboelectricity can be harvested .

상기 회전 전극(20)은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 고정대(40)에 의해 형성되는 유로 내에서 풍력 등에 의해 발전을 위한 회전력을 얻을 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. 또한, 상기 고정대(40)에는 상기 회전 전극(20)의 회전축과 연결되어 이의 구동력에 의해 발전하는 축전장치(미도시)와, 상기 고정대(40)의 외주면에 회전 전극(20)을 바람이 부는 방향으로 회전될 수 있도록 지지하는 지지대(11)를 구비한다. 여기서 상기 고정대(40)는 반구 형상, 밴드형 형상, 원통 형상, 또는 코어-쉘(core-shell) 형상으로 구성될 수 있다. The rotary electrode 20 is not limited to the above-described embodiment, and any structure can be used as long as a rotary force for power generation can be obtained by wind power or the like in a flow path formed by the fixed table 40. The fixing table 40 is provided with a power storage device (not shown) connected to the rotation axis of the rotary electrode 20 to generate power by the driving force of the power storage device 40, And a support base 11 for supporting the support base 11 so as to be rotatable in a direction. Here, the fixing table 40 may have a hemispherical shape, a band shape, a cylindrical shape, or a core-shell shape.

상기 회전 전극(20)은 블레이드 표면에 코팅된 대전필름을 포함할 수 있다. 상기 회전 전극(20) 및 마찰 전극(50)은 무기전극, 금속전극, 전도성 폴리머, 그래핀, 또는 탄소나노튜브로 구성되는 전극일 수 있다. 예를 들어, 이러한 회전 전극(20) 및 마찰 전극(50)은 ITO, IGO, IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), ZnO, ZnO2 또는 TiO2 중 적어도 어느 하나를 포함하는 무기전극이거나 금, 은, 백금, 알루미늄, 철, 크롬, 알루미늄, 구리, 스테인레스 스틸, Co-Cr 합금, Ti 합금, 니티놀(Ni-Ti) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속전극, 이런 금속을 전기 도금한 텍스타일 전극이거나 폴리에틸렌디옥시티오펜, 탄소나노튜브, 그래핀(graphene), 폴리아세틸렌, 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리파라페닐렌, 폴리아닐린, 폴리설퍼니트리드, 또는 폴리파라페닐렌비닐렌 중 적어도 어느 하나를 포함하는 유기전극일 수 있다.The rotating electrode 20 may include a charged film coated on the surface of the blade. The rotary electrode 20 and the friction electrode 50 may be electrodes composed of an inorganic electrode, a metal electrode, a conductive polymer, a graphene, or a carbon nanotube. For example, such a rotary electrode 20 and the friction electrode 50 includes at least one of ITO, IGO, IZO (Indium Zinc Oxide), IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide), ZnO, ZnO 2 or TiO 2 A metal electrode comprising an inorganic electrode or at least one of gold, silver, platinum, aluminum, iron, chromium, aluminum, copper, stainless steel, Co-Cr alloy, Ti alloy and Ni- A plated textile electrode, or at least one of polyethylenedioxythiophene, carbon nanotube, graphene, polyacetylene, polythiophene, polypyrrole, polyparaphenylene, polyaniline, polysulfuronitride, And may be an organic electrode containing any one of them.

상기 회전 전극(20) 및 마찰전기발생층(30)은 예를 들면, 웨이퍼 또는 글라스 등과 같은 단단한 재질을 포함하거나 또는 플라스틱, 직물(textile), 섬유(fiber), 또는 금속 호일(metal foil) 등과 같은 유연한 재질을 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 마찰전기발생층(30) 및 마찰 전극 고정대(40)는 다양한 재질을 포함할 수 있다. The rotating electrode 20 and the frictional electricity generating layer 30 may be formed of a material such as a wafer or a glass or the like or may be formed of a material such as a plastic, a textile, a fiber, or a metal foil And may include the same flexible material. However, the present invention is not limited thereto. In addition, the triboelectric generation layer 30 and the friction electrode fixture 40 may include various materials.

본 발명에서 회전 전극(20)의 블레이드는 섬유강화 플라스틱(FRP, fiber reinforced plastic)으로 제작될 수 있고, 주로 사용되는 섬유는 세라믹 계열(glass or carbon)의 섬유가 사용될 수 있다. 주로 유리섬유를 강화한 GFRP(Glass FRP)나 탄소섬유 강화 플라스틱을 사용할 수 있는데, 탄소섬유 강화 플라스틱은 무게를 감소시키고 설치비용을 절감시킬 수 있다. In the present invention, the blade of the rotary electrode 20 may be made of fiber reinforced plastic (FRP), and the fiber mainly used may be glass or carbon fiber. Glass fiber reinforced plastic (GFRP) or glass fiber reinforced plastics can be used, which are mainly glass fiber reinforced plastics, which can reduce weight and reduce installation costs.

본 발명의 마찰전기 발생장치의 마찰 전극(50)의 표면에는 표면적을 증가시키기 위해서 미세돌기구조체(55)가 형성된다. 도 2는 본 발명의 일 실시예의 마찰전기 발생장치의 마찰 전극(50)의 표면에 형성되는 미세 돌기 구조체(55)의 다양한 예를 도시한 것이다. 이러한 미세 돌기 구조체(55)는 마이크로 구조체이거나 나노구조체일 수 있다. 도 2(a)-(d)에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 상기 미세 돌기 구조체(55)는 반구형, 사각기둥 형상, 피라미드 형상, 다각 기둥 형상의 구조를 가질 수 있으나, 반드시 이러한 형태로 제한되는 것은 아니다. 상기 미세 돌기 구조체(55)는 높이가 100 nm ~ 1 cm이고, 미세 돌기 구조체들 사이의 간격은 100 nm~ 5 mm일 수 있다. On the surface of the frictional electrode 50 of the triboelectric generator of the present invention, a fine protruding structure 55 is formed to increase the surface area. Fig. 2 shows various examples of the fine projection structure 55 formed on the surface of the friction electrode 50 of the triboelectric generator of the embodiment of the present invention. The microprojection structure 55 may be a microstructure or a nanostructure. As shown in FIGS. 2 (a) to 2 (d), for example, the microprojection structure 55 may have a hemispherical shape, a square pillar shape, a pyramid shape, or a polygonal columnar shape, But is not limited to. The microprojection structure 55 may have a height of 100 nm to 1 cm and an interval between the microprojection structures may be 100 nm to 5 mm.

또한, 상기 미세 돌기 구조체는 나노 구조체로 구성될 수 있는데, 예를 들어, 나노닷(nanodot), 나노벨트(nanobelt), 나노리본(nanoribbon), 나노피라미드(nanopyramid), 나노웨이비(nanowavy), 또는 나노블록 형태로 구성될 수 있다. 상기 마찰 전극(50)은 미세 돌기 구조체(55) 대신에 일정한 간격으로 나란히 배치된 와이어 또는 로드를 포함할 수 있다. 이러한 와이어 또는 로드는 나노와이어 또는 마이크로 와이어의 형상을 가질 수 있고, 그 직경이 대략 1 nm ~ 1 mm 정도가 될 수 있다. The microprojection structure may be composed of a nanostructure, for example, a nanodot, a nanobelt, a nanoribbon, a nanopyramid, a nanowavy, Or in nanoblock form. The frictional electrodes 50 may include wires or rods arranged at regular intervals instead of the fine protruding structures 55. Such a wire or rod may have the shape of a nanowire or microwire, and may have a diameter of about 1 nm to 1 mm.

본 발명에서 상기 미세 돌기 구조체(55)는 포토리소그래피(photolithography) 공정에 의한 패터닝(patterning), 플라즈마 에칭, 3D 프린팅, 박막 전사(thin film transfer), 코팅, 나노 임프린팅(nano-imprinting), 또는 직접 성장에 의한 방법 등 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다.In the present invention, the micro-projection structure 55 may be patterned by a photolithography process, plasma etching, 3D printing, thin film transfer, coating, nano-imprinting, A direct growth method, or the like.

또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 마찰전기발생층(30) 및 마찰 전극(50)은 마찰전기 시리즈(triboelectric series) 상에서 서로 다른 극성을 갖는 재료로 구성된다.Further, according to another preferred embodiment of the present invention, the triboelectric generating layer 30 and the friction electrode 50 are composed of materials having different polarities on the triboelectric series.

본 발명의 마찰전기 발생장치는 회전 전극(20)의 회전에 의해 발생되는 기계적인 힘에 의해 다른 물질로 이루어진 마찰전기발생층(30)과 마찰전극(50)이 서로 마찰되거나 또는 이들 사이의 간격이 변화됨으로써 전기에너지를 발생시킨다. The triboelectric generating device of the present invention is constructed so that the triboelectric generating layer 30 and the friction electrode 50 made of different materials rub against each other due to the mechanical force generated by the rotation of the rotating electrode 20, Thereby generating electric energy.

상기 마찰전기발생층(30)은 제1 유전체 또는 금속을 포함할 수 있으며, 상기 마찰 전극(50)은 제1 유전체와 다른 제2 유전체를 포함할 수 있다. 상기 마찰전기발생층(30)은 양(+)으로 대전되기 쉬운 물질로서, 예를 들면 폴리포름알데하이드, 에틸셀룰로스, 폴리아미드, 울, 실크, 종이, 면, 강철, 목재, 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 또는 PVA 등을 포함할 수 있다. 그리고 상기 마찰 전극(50)은 음(-)으로 대전되기 쉬운 물질로서, 실리콘 고무, 테플론, 폴리디메틸실록산, 카프톤, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 또는 PVC 등을 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 마찰전기발생층(30)이 음(-)으로 대전되기 쉬운 물질을 포함하고, 상기 마찰 전극(50)이 양(+)으로 대전되기 쉬운 물질을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 마찰전기발생층(30)과 상기 마찰 전극(50)은 서로 상대적 대전(charging) 정도의 차이가 큰 물질을 포함할 수도 있다. 상기 마찰전기발생층(30)과 상기 마찰 전극(50) 사이의 간격은 예를 들면 대략 0~10 mm 정도가 될 수 있으며, 구체적으로는 0~1 mm 정도가 될 수 있다. 그러나 반드시 이러한 범위로 한정되는 것은 아니다. The triboelectric generation layer 30 may comprise a first dielectric or metal, and the friction electrode 50 may comprise a second dielectric different from the first dielectric. The triboelectric generation layer 30 is a material which is positively charged and is made of a material such as polyformaldehyde, ethylcellulose, polyamide, wool, silk, paper, cotton, steel, wood, aluminum, , Silver, or PVA, and the like. The frictional electrode 50 may include a silicone rubber, a Teflon, a polydimethylsiloxane, a caffeine, a polypropylene, a polyethylene, a PVC, or the like, which is easily negatively charged. However, the present invention is not limited thereto, and the triboelectric generation layer 30 may include a material that is easily negatively charged, and the friction electrode 50 may include a material that is positively charged . In addition, the triboelectric generation layer 30 and the friction electrode 50 may include a material having a large degree of relative charging. The distance between the triboelectric generation layer 30 and the friction electrode 50 may be, for example, about 0 to about 10 mm, and may be about 0 to about 1 mm. However, it is not necessarily limited to such range.

본 발명의 마찰전기 발생장치에는 상기 회전체(10)와 상기 고정대(40) 사이의 간격을 유지하는 하나 이상의 스페이스 바(space bar)들(41)을 포함할 수 있다. 이러한 스페이스 바들(41)은 원주 둘레로 복수로 형성될 수 있다.The triboelectric generating apparatus of the present invention may include at least one space bar 41 that maintains a gap between the rotating body 10 and the fixing table 40. The space bars 41 may be formed in plural around the circumference.

본 발명의 마찰전기 발생장치의 동작에 대해서 설명한다. 본 발명의 마찰전기 발생장치에서는, 회전체(10)가 에어포일 형상의 단면을 갖는 날개인 블레이드로 구성되어, 이 블레이드의 주변을 흐르는 공기 유동에 의하여 블레이드에 발생하는 공기 역학적 힘 중에서 양력을 이용하여 회전동력을 얻는다. The operation of the triboelectric generator of the present invention will be described. In the triboelectric generator of the present invention, the rotating body (10) is constituted by blades, which are blades having a cross section in the form of an airfoil, and lifts the aerodynamic forces generated in the blades by the air flowing around the blades Thereby obtaining a rotational power.

마찰전기발생층(30)을 회전 전극(20) 및 마찰 전극(50)을 구성하는 재료인 알루미늄, 철, 구리, 금 등에 비하여 음의 값을 가지는 폴리머류, 합성 고분자류, 불소계 폴리머로 구성하게 되면, 회전 전극(20)의 회전에 의해서 접촉에 의하여 마찰전기발생층(30)은 음의 값으로, 마찰전기발생층(30) 및 마찰 전극(50)은 양의 값으로 대전되어 마찰전기를 발생시키는데 용이하다.The triboelectric generating layer 30 may be formed of polymers having a negative value relative to aluminum, iron, copper, gold, or the like, which constitute the rotating electrode 20 and the friction electrode 50, The triboelectric generation layer 30 and the friction electrode 50 are charged with a positive value and the triboelectricity with a negative value by the contact due to the rotation of the rotary electrode 20 It is easy to generate.

상기와 같은 구조의 마찰전기 발생장치에서, 회전 전극(20)이 풍력 등의 주위 에너지에 의해서 중심축 둘레로 회전하게 되면, 마찰전기발생층(30)과 마찰 전극(50)이 서로 마찰되거나 마찰전기발생층(30)과 마찰 전극(50)의 간격이 변화하게 되며, 이 경우 마찰전기발생층(30)과 마찰 전극(50)에 전하 밀도(charge density)의 차이가 발생하게 됨에 따라 한 쪽 물체의 전자가 다른 물체로 이동하게 되어 회전 전극(20)과 마찰 전극(50) 사이에는 전기에너지가 발생될 수 있다.In the triboelectric generating apparatus having the above structure, when the rotating electrode 20 is rotated about the central axis by the ambient energy such as wind power, the triboelectric generating layer 30 and the friction electrode 50 rub against each other The gap between the electricity generating layer 30 and the friction electrode 50 changes and in this case a difference in charge density occurs between the friction generating layer 30 and the friction electrode 50, Electric energy may be generated between the rotating electrode 20 and the friction electrode 50 by moving electrons of the object to another object.

본 발명에서는 회전 전극의 블레이드 말단에 대전필름을 붙여 공기역학적 마찰을 최대화하면서 저항력을 최소화한 회전력으로 변환하여 마찰 전극과 마찰을 하여 마찰전기를 발생시킨다. 마찰 전극(50)은 표면에 의해 마이크로 표면 구조 또는 나노 표면 구조의 미세 돌기 구조체를 형성하기 때문에, 표면적이 증가하여 전기에너지를 보다 효율적으로 발생시킬 수 있다. In the present invention, a charging film is attached to the end of the blade of the rotating electrode to convert the rotating force into a rotational force that minimizes the resistance force while maximizing the aerodynamic friction, and friction with the friction electrode is generated. Since the surface of the frictional electrode 50 forms a micro projection structure having a micro surface structure or a nanoparticle structure, the surface area is increased, and the electric energy can be generated more efficiently.

도 3은 본 발명의 다른 실시예의 마찰전기 발생장치의 개략사시도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서, 본 발명의 마찰전기 발생장치는 상기 회전체(10)와 상기 마찰 전극 고정대(40) 사이에 고정대와 접하는 외측 표면에 미세 돌기 구조체(65)가 형성된 중간 회전체(60)를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 실시예의 마찰전기 발생장치에서는 마찰 전극 고정대(40)와 중간 회전체(60) 사이의 마찰면에서도 전하 밀도의 차이가 발생하여 전기 에너지가 추가로 발생할 수 있다. 3 is a schematic perspective view of a triboelectric generator of another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, in another embodiment of the present invention, the triton generating device of the present invention includes a fine protrusion structure 65 on the outer surface, which is in contact with the fixing table, between the rotating body 10 and the friction electrode fixing table 40, The intermediate rotating body 60 may be formed of a metal. In the triboelectric generating apparatus of this embodiment, a difference in charge density occurs also on the friction surface between the friction electrode fixing table 40 and the intermediate rotating body 60, so that electric energy may further be generated.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예의 마찰전기 발생장치는 상기 회전체(10)와 상기 마찰 전극 고정대(40) 사이에 중간 회전체(60)를 추가로 포함하고, 상기 중간회전체(60)의 고정대(40)와 접하는 면에 미세 돌기 구조체(65)가 형성되고, 상기 고정대(40)의 중간회전체(60)와 접하는 내측 표면에 미세 돌기 구조체(45)가 형성된다. 이러한 실시예의 마찰전기 발생장치에서는 마찰전기발생층(30)과 마찰 전극(50) 사이에서 전하 밀도의 차이가 발생하게 됨에 따라 회전 전극(20)과 마찰 전극(50) 사이에는 전기에너지가 발생할 수 있고, 또 고정대(40)와 중간회전체(60) 사이에 전하 밀도의 차이가 발생하게 됨에 따라 중간회전체(60)와 고정대(40) 사이에서도 전기에너지가 발생할 수 있다. 이러한 실시예에서 상기 중간 회전체(60)는 상기 회전 전극(20)과 동일한 방향으로 회전하거나 상이한 방향으로 회전되도록 구성될 수 있다. Referring to FIG. 4, the tritium generator of another embodiment of the present invention further includes an intermediate rotating body 60 between the rotating body 10 and the friction electrode fixing table 40, And a fine protrusion structure 45 is formed on an inner surface of the fixing table 40 in contact with the intermediate rotation body 60. The fine protrusion structure 45 is formed on the inner surface of the fixed base 40, The difference in charge density between the triboelectric generation layer 30 and the friction electrode 50 causes electric energy to be generated between the rotating electrode 20 and the friction electrode 50 Electricity may also be generated between the intermediate rotating body 60 and the fixed base 40 as a difference in charge density occurs between the fixed base 40 and the intermediate rotating body 60. In this embodiment, the intermediate rotating body 60 may be configured to rotate in the same direction as the rotating electrode 20 or in a different direction.

도 5는 마찰 전극 고정대 위에 설치되는 전극의 위치를 달리하여 만든 마찰발생장치를 나타낸 도면이다. 마찰 전극 고정대는 도 5의 좌측 도면에 도시된 바와 같이 일반적으로는 블레이드보다 크지만, 도 5의 우측 도면에 도시된 바와 같이, 마찰 전극 고정대를 회전 전극보다 작게 만들어 회전 전극 밑면에서 마찰전기를 발생시킬 수도 있다. 이러한 경우에 마찰되는 표면적을 최대화하기 위해서 회전 전극의 마찰전기발생층이 마찰 전극과 닿는 면을 선의 형태가 아닌 소정의 폭을 갖는 면으로 구성할 수 있다. 이러한 실시예에서 마찰 전극의 위치를 회전 전극의 블레이드 아래로 여러 개를 배치하여 복수의 마찰 전극으로 한 개의 회전 전극의 블레이드에서 마찰발생 전기를 발생시킬 수 있다. FIG. 5 is a view showing a friction generator having different positions of electrodes provided on a friction electrode fixing table. As shown in the right side of FIG. 5, the frictional electrode fixing table is made smaller than the rotating electrode so as to generate frictional electricity at the bottom of the rotating electrode, although the frictional electrode fixing table is generally larger than the blade as shown in the left- . In this case, in order to maximize the surface area to be rubbed, the surface on which the triboelectric generation layer of the rotary electrode comes into contact with the friction electrode may be a surface having a predetermined width instead of a line shape. In this embodiment, a plurality of frictional electrodes may be disposed under the blades of the rotating electrode to generate friction generating electricity in the blades of one rotating electrode by a plurality of frictional electrodes.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예의 마찰전기 발생장치의 개략사시도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예의 마찰전기 발생장치는 구동축에 결합되어 자유회전되도록 설치된 회전체(10); 상기 회전체(10)의 회전에 의해 회전하는, 블레이드의 표면에 대전 필름이 코팅되어 구성되는 회전 전극(20); 상기 회전 전극과 연결되고 편평한 면을 갖는 마찰 전극 고정대(40); 상기 마찰 전극 고정대(40)의 편평한 면(42)에 일정한 간격으로 주기적으로 형성되고, 표면에 다수의 미세 돌기 구조체(55')가 형성되어 있는 마찰 전극(50'); 및 상기 회전 전극(20)의 상기 마찰 전극 고정대(40)의 마찰 전극(50')과 접하는 블레이드 면에 마련된 마찰전기발생층(30')을 포함한다. 이와 같이 회전 전극의 블레이드의 마찰전기발생층(30')과 마찰 전극 고정대(40)의 편평한 면(42) 사이의 마찰을 이용해서 정전기를 회수할 경우 마찰 표면적이 확대되어 발전 효율을 향상시킬 수 있다. 이때 상기 회전전극의 블레이드의 길이(l)는 상기 고정대의 반경(r) 보다 더 클 수 있다.6 is a schematic perspective view of a triboelectric generating device of another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, a triboelectric generating apparatus according to another embodiment of the present invention includes a rotating body 10 coupled to a drive shaft to rotate freely; A rotating electrode (20) rotated by the rotation of the rotating body (10), the rotating electrode being coated with a charged film on a surface of the rotating body; A friction electrode holder (40) connected to the rotary electrode and having a flat surface; A friction electrode 50 'which is periodically formed on the flat surface 42 of the friction electrode fixing table 40 at regular intervals and has a plurality of microprojection structures 55' formed on its surface; And a frictional electricity generating layer 30 'provided on the blade surface contacting the frictional electrode 50' of the frictional electrode fixture 40 of the rotary electrode 20. When the static electricity is recovered by using the friction between the frictional electricity generating layer 30 'of the blade of the rotary electrode and the flat surface 42 of the frictional electrode holder 40, the frictional surface area is enlarged to improve the power generation efficiency have. At this time, the length (1) of the blade of the rotary electrode may be larger than the radius (r) of the fixing table.

도 7은 본 발명의 일 실시예의 풍력을 이용한 마찰전기 발생장치의 전압과 전류 발생을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다. 도 1에 도시된 바와 같은 마찰전기 발생장치를 제작하여 회전체의 회전을 평가하고, 공기유동 특성(레이놀즈수)에 따른 마찰전기의 생성을 평가하였다. 도 7에 도시된 바와 같이 풍력에 의해서 회전 전극이 회전될 경우 120~150 볼트의 전압이 발생되었다. 7 is a graph showing the results of measurement of voltage and current generation in a triboelectric generator using wind power according to an embodiment of the present invention. A triboelectric generator as shown in Fig. 1 was fabricated to evaluate the rotation of the rotating body and to evaluate the generation of triboelectricity according to the air flow characteristics (Reynolds number). As shown in FIG. 7, when the rotating electrode is rotated by the wind force, a voltage of 120 to 150 volts is generated.

본 발명의 다른 양상은 본 발명의 마찰전기 발생장치에 의해서 구동되는 전자 기기에 관한 것이다. 본 발명의 마찰전기 발생장치는 도 8에 도시된 바와 같이, 풍력과 같은 주위 에너지를 이용하여 전기 에너지를 수확할 수 있기 때문에, 마이크로 전류를 이용한 의료기기, 블루투스 무선통신 기기, 이동 수송기의 라이트 및 지시등, 도로표지판의 야간 조명, 옥외광고판, 레저용, 캠핑용 조명 등에 다양하게 응용될 수 있다. 본 발명의 마찰전기 발생장치에서 주위 에너지 (예를 들어, 바람, 물의 흐름, 전자기적인 진동 등)에 의해 회전 전극이 회전되면, 마찰전기발생층에서 마찰에 의해 전기에너지를 발생시키고, 이렇게 발생된 전기에너지는 연결된 전자기기에 공급되거나 또는 배터리에 저장될 수 있다. 이때 마찰전기 발생장치는 전자기기의 표면이나 그 내부, 또는 외부에 마련될 수 있다.Another aspect of the present invention relates to an electronic apparatus driven by the triboelectric generating apparatus of the present invention. As shown in FIG. 8, the triboelectric generator of the present invention can harvest electrical energy using ambient energy such as wind power, so that it can be used in a medical device using a micro current, a Bluetooth wireless communication device, An indicator lamp, a night light of a road sign, an outdoor billboard, a leisure light, a camping light, and the like. In the triboelectric generating apparatus of the present invention, when the rotating electrode is rotated by the ambient energy (for example, wind, water flow, electromagnetic vibration, etc.), electric energy is generated by friction in the triboelectric generating layer, Electrical energy can be supplied to the connected electronic device or stored in the battery. At this time, the triboelectric generating device may be provided on the surface of the electronic device, the inside thereof, or the outside thereof.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상술한 구체적인 실시예들에 한정되지 아니하며, 본 발명의 요지 및 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 변경 실시될 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로, 이러한 다양한 변경 및 변형 실시예들도 본 발명의 보호범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

10: 회전체
11: 지지대
20: 회전 전극
30: 마찰전기발생층
40: 고정대
45: 미세 돌기 구조체
41: 스페이스 바
50: 마찰 전극
55: 미세 돌기 구조체
60: 중간 회전체
65: 미세 돌기 구조체 10: rotating body
11: Support
20: rotating electrode
30: triboelectric generating layer
40:
45: micro-projection structure
41: Space bar
50: Friction electrode
55: micro-projection structure
60: intermediate rotating body
65: fine protrusion structure

Claims (13)

구동축에 결합되어 풍력에 의해 자유회전되도록 설치된 회전체;
상기 회전체의 회전에 의해 회전하는 회전 전극으로서, 상기 회전 전극은 블레이드 표면에 대전 필름이 코팅된 것이고, 상기 블레이드는 에어포일, 또는 프로펠러 형상인 회전전극;
지지대에 의해 지지되고, 상기 회전 전극과 이격되어 그의 외곽에 형성된 원통형의 마찰 전극 고정대;
상기 원통형 마찰 전극 고정대의 내측에 일정한 간격으로 주기적으로 형성되고, 표면에 다수의 미세 돌기 구조체가 형성되어 있는 마찰 전극; 및
상기 회전 전극의 끝단 표면에 마련된 마찰전기발생층을 포함하고,
상기 회전 전극은 상기 회전 전극의 회전축과 상기 원통형의 마찰 전극 고정대를 지지하는 지지대의 길이 방향 축이 서로 수직이 되는 방향으로 회전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 마찰전기 발생장치.
A rotating body coupled to the drive shaft and configured to rotate freely by wind force;
A rotating electrode rotated by rotation of the rotating body, wherein the rotating electrode is coated with a charged film on a surface of the blade, the blade including an airfoil or a propeller-shaped rotating electrode;
A cylindrical frictional electrode holder supported by a support and spaced apart from the rotary electrode and formed on an outer periphery thereof;
A frictional electrode formed on the inner side of the cylindrical frictional electrode fixed base at regular intervals and having a plurality of fine protruding structures formed on its surface; And
And a triboelectric generation layer provided on an end surface of the rotary electrode,
Wherein the rotary electrode is configured to rotate in a direction in which a rotation axis of the rotary electrode and a longitudinal axis of a support for supporting the cylindrical friction electrode fixing table are perpendicular to each other.
제1항에 있어서, 상기 마찰 전극 고정대는 반구 형상, 밴드형 형상, 원통 형상, 또는 코어-쉘 형상인 것을 특징으로 하는 마찰전기 발생장치.
The triboelectric generator according to claim 1, wherein the friction electrode fixing base is hemispherical, band-shaped, cylindrical, or core-shell.
제1항에 있어서, 상기 미세 돌기 구조체는 반구형 형상, 사각기둥 형상, 피라미드 형상, 또는 다각 기둥 형상인 것을 특징으로 하는 마찰전기 발생장치.
The triboelectric generator according to claim 1, wherein the microprojection structure has a hemispherical shape, a quadrangular prism shape, a pyramid shape, or a polygonal prism shape.
제1항에 있어서, 상기 미세 돌기 구조체는 나노닷(nanodot), 나노벨트(nanobelt), 나노리본(nanoribbon), 나노피라미드(nanopyramid), 나노웨이비(nanowavy), 또는 나노블록 형태인 것을 특징으로 하는 마찰전기 발생장치.
The micro protrusion structure according to claim 1, wherein the micro protrusion structure is in the form of a nanodot, a nanobelt, a nanoribbon, a nanopyramid, a nanowavy, or a nanoblock Wherein the triboelectric generating device comprises:
제1항에 있어서, 상기 미세 돌기 구조체는 높이가 100 nm ~1 cm이고, 미세 돌기 구조체들 사이의 간격이 100 nm~ 5 mm인 것을 특징으로 하는 마찰전기 발생장치.
The triboelectric generator according to claim 1, wherein the microprojection structure has a height of 100 nm to 1 cm and an interval between the microprojection structures is 100 nm to 5 mm.
제1항에 있어서, 상기 마찰전기발생층은 종이, 플라스틱, 직물, 섬유, 유리, 웨이퍼 또는 금속 호일을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰전기 발생장치.
The triboelectric generator of claim 1, wherein the triboelectric generating layer comprises paper, plastic, textile, fiber, glass, wafer or metal foil.
제1항에 있어서, 상기 회전 전극은 섬유강화 플라스틱(fiber reinforced plastic), 유리섬유 강화 플라스틱(glass fiber reinforced plastics), 또는 탄소섬유 강화 플라스틱(carbon fiber reinforced plastics)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰전기 발생장치.
The friction material as claimed in claim 1, wherein the rotating electrode is made of fiber reinforced plastic, glass fiber reinforced plastics, or carbon fiber reinforced plastics. Generating device.
제1항에 있어서, 상기 마찰 전극 및 회전 전극은 무기전극, 금속전극, 전도성 폴리머, 그래핀, 또는 탄소나노튜브로 구성되는 전극인 것을 특징으로 하는 마찰전기 발생장치.
The triboelectric generator according to claim 1, wherein the friction electrode and the rotating electrode are electrodes composed of an inorganic electrode, a metal electrode, a conductive polymer, a graphene, or a carbon nanotube.
제1항에 있어서, 상기 장치는 상기 회전체와 상기 마찰 전극 고정대 사이의 간격을 유지하는 하나 이상의 스페이스 바(space bar)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰전기 발생장치.
The triboelectric generator according to claim 1, wherein the apparatus includes at least one space bar that maintains a gap between the rotating body and the friction electrode fixture.
제1항에 있어서, 상기 회전체는 세라믹 베어링, 세라믹 하이브리드 베어링, 세라믹 코팅 베어링, 또는 금속베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰전기 발생장치.
The triboelectric generator of claim 1, wherein the rotating body includes a ceramic bearing, a ceramic hybrid bearing, a ceramic coated bearing, or a metal bearing.
제1항에 있어서, 상기 마찰전기 발생장치가 상기 회전체와 상기 마찰 전극 고정대 사이에, 상기 고정대와 접하는 외측 표면에 미세 돌기 구조체가 형성된 중간 회전체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰전기 발생장치.
The friction generator as set forth in claim 1, further comprising an intermediate rotating body between the rotating body and the friction electrode fixing base, the fine rotating body being formed on an outer surface of the rotating body, Device.
제11항에 있어서, 상기 마찰전기 발생장치의 상기 마찰 전극 고정대의 상기 중간회전체와 접하는 내측 표면에 미세 돌기 구조체가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰전기 발생장치.
12. The triboelectric generator according to claim 11, wherein a fine protruding structure is formed on an inner surface of the friction electrode fixing table of the triboelectric generating device in contact with the intermediate rotating body.
제11항에 있어서, 상기 중간 회전체는 상기 회전체와 동일한 방향으로 회전하거나 상이한 방향으로 회전되도록 구성된 것을 특징으로 하는 마찰전기 발생장치.
12. The triboelectric generator according to claim 11, wherein the intermediate rotating body is configured to rotate in the same direction as the rotating body or rotate in different directions.
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