CN110086377B - 基于溶液中双电荷层的单电极发电机及其发电方法 - Google Patents

Abstract

基于溶液中双电荷层的单电极发电机及其发电方法。单电极发电机设有第一、二部件和等电位源，第一部件由第一薄膜层和其背后贴合的第一导电层组成，第一薄膜层表面在水中带有正电荷或负电荷。第二部件与第一薄膜层的相对距离发生变化，当第一、二部件分离时，第一薄膜层表面所带的电荷与从溶液中吸附的异种电荷离子之间形成双电荷层，保持电荷平衡；当第一、二部件距离靠近至1μm以下时，第一薄膜层表面附近的溶液和溶液中的离子被排开，导致第一薄膜层表面所带有的正电荷或负电荷无法被溶液中的异种电荷离子屏蔽；从而在第一导电层中感应出净电荷，造成第一导电层与电连接的等电位源间产生电势差，在所连接的外电路中驱动电子流动，形成电流。

Description

基于溶液中双电荷层的单电极发电机及其发电方法

技术领域

本发明涉及发电机，尤其是涉及一种能够利用溶液中的双电荷层的变化将机械能转化为电能的基于溶液中双电荷层的单电极发电机及其发电方法。

背景技术

在人类发展历史过程中，化石燃料对人类文明的高速发展起了重要作用，但化石燃料作为不可再生资源，其储量正在不断地减少，而且造成严重的环境问题。因此，要实现人类社会的可持续发展迫切需要清洁的可再生能源(Fang Y,Tong J,Zhong Q,etal.Solution processed flexible Hybrid cell for Concurrently scavenging solarand mechanical Energies[J].Nano Energy,2015,16:301-309)。传统的摩擦纳米发电机只能在较干燥的环境下使用，在湿度较大的情况下摩擦纳米发电机的输出急剧下降甚至会降为0，在海洋能的开发利用上受到了极大地限制(Guo H,Chen J,Tian L,et al.Airflow-Induced Triboelectric Nanogenerator as a Self-Powered Sensor for DetectingHumidity and Airflow Rate.ACS Applied Materials&Interfaces,2014,6(19):17184-17189)。

发明内容

本发明的目的是提供能够将水力能源转换为电能的基于溶液中双电荷层的单电极发电机及其发电方法。

所述基于溶液中双电荷层的单电极发电机设有第一部件、第二部件和等电位源，所述第一部件由第一薄膜层和其背后贴合的第一导电层组成，第一薄膜层表面在水中带有正电荷或负电荷。当工作时，在外力作用下，第二部件与第一薄膜层的相对距离发生变化，当第一部件与第二部件分离时，第一薄膜层表面所带的电荷与从溶液中吸附的异种电荷离子之间形成双电荷层，保持电荷平衡；当第一部件与第二部件距离靠近至1μm以下时，第一薄膜层表面附近的溶液和溶液中的离子被排开，导致第一薄膜层表面所带有的正电荷或负电荷无法被溶液中的异种电荷离子屏蔽；从而在第一导电层中感应出净电荷，造成第一导电层与电连接的等电位源间产生电势差，在所连接的外电路中驱动电子流动，形成电流。

所述第一部件还可设有衬底，第一导电层与第一薄膜层贴合后固定在衬底上。

所述第一薄膜层的厚度可为5nm～10cm，优选为微米尺度。

所述第一薄膜层在水溶液中带有正表面电荷或负表面电荷。

所述第一薄膜层的材料可选自聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化石墨烯、石墨烯、二硫化钼、石英、聚乙烯、聚氯乙烯、苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺尼龙11、聚酰胺尼龙66、聚氨酯弹性体、硬橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、派瑞林、聚己二酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、再生纤维素海绵、液晶高分子聚合物、聚氨酯弹性体、苯乙烯丙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、聚羊毛及其织物、蚕丝及其织物、纸、人造纤维、棉及其织物、聚碳酸酯、丙烯腈、聚异丁烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯、氯丁橡胶、天然橡胶、聚丙烯腈、丁苯橡胶等表面可带电或者不带电的材料中的至少一种。

所述外力作用下，第一薄膜层能够与第二部件靠近至1μm以下距离，使得第一部件与第二部件之间距离变化时，第一薄膜层表面的双电荷层发生变化，导致第一导电层与所连接的等电位源感应出电势差，从而驱动电子在外电路流动，对外电路输出电压和电流。

所述第一导电层可采用导电材料，导电材料可选自导电有机物、导电氧化物、金属、掺杂的半导体等导电材料；所述导电有机物可选自聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚苯胺或聚噻吩等；所述导电氧化物可为铟锡氧化物等；所述金属可选自金、银、铜、铝、镍、铂、铬以及由上述金属形成的合金。

所述第一导电层可为金属薄膜或体相材料，其中金属薄膜的厚度可为5nm～5mm。

所述第一薄膜层和第一导电层可为硬质材料或软质材料。

所述第一薄膜层和第一导电层的尺寸和形状相同或者不同。

所述第二部件的材料种类、形状和大小不受限制，优选为表面平坦能够与第一薄膜层紧密接触的材料。

所述第一导电层可通过负载与所述等电位源电连接。

所述基于溶液中双电荷层的单电极发电机可直接放置于河流、海洋、湖泊等任意水体或水溶液环境中，将水体机械能、人体运动、风、环境震动等机械能转化为可供电子设备使用的电能。

所述基于溶液中双电荷层的发电方法，采用所述基于溶液中双电荷层的单电极发电机，所述方法包括以下步骤：

1)提供第一部件、第二部件和等电位源；

2)将第一导电层和等电位源分别与电信号输出端的两端连接，且电信号输出端连接外电路；

3)使第一部件与第二部件交替接触与分离；

4)在步骤3)的过程中通过电路输出端向外输出电信号。

在步骤3)中，可通过改变第二部件与第一部件之间的距离所造成的两者分离与接触实现第一部件与第二部件之间的交替接触。

本发明利用溶液中双电荷层将环境中的机械能转化为电能，包括海洋与河流中的波浪能、潮汐能，人体运动的能量，工作环境中的震动能等。这些能源是清洁、可再生的能源，资源丰富，具有广阔的应用前景。

本发明的发电方法的优势是发电机体积小、质量轻、结构简单，而且对工作环境的湿度不敏感，能够在水环境中进行发电。

本发明提供一种可用于在水下收集水体机械能的新型单电极式发电机，可以直接在水下工作，将江河湖海中所蕴含的包括波浪能、潮汐能等机械能转换为电能，不受环境湿度的影响，对实现蓝色能源的开发具有重要意义。

本发明具有以下突出的技术效果：

本发明提供的基于液体中双电荷层的单电极发电机与现有技术相比所具有的优势如下：一为首次制作了基于双电荷层的单电极发电机，只需要对一个部件的薄膜层材料的表面镀金属电极层，简化了系统设计与电路连接，降低了成本，极大扩展了应用范围。二为该发电机对工作环境湿度不敏感，能够在水溶液中工作，直接转化机械能为电能，这极大地提高了工作环境机械能收集的简便性、通用性。

附图说明

图1是本发明基于溶液中双电荷层的单电极发电机实施例的一种典型结构示意图。

图2是图1所述基于溶液中双电荷层的单电极发电机实施例的工作原理示意图。

图3是本发明基于溶液中双电荷层的单电极发电机实施例的另一种典型结构示意图。

图4是本发明基于溶液中双电荷层的单电极发电机实施例的电压输出图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明所述“双电荷层”是指在溶液中由于固体表面基团的解离或从溶液中吸附某种电荷从而使其表面呈正或负电性。由于带电表面和溶液中电解质离子的静电相互作用，使得异种电荷离子被吸引而同种电荷离子被排斥，从而构成双电荷层。例如，高分子材料聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate)表面存在羧基，羧基在水中电离从而使表面带有负电性，带有负电的表面吸引溶液中的阳离子，同时排斥阴离子，形成双电荷层。

本发明所述“等电位源”是指能提供或接受大量电荷的物体，其中“等电位”是指该物体任何一点的点位按惯例取为零，如大地或其他导电物质，例如舰船或运载工具的金属外壳等。

图1是本发明基于溶液中双电荷层的单电极发电机实施例的一种典型结构示意图：包括第一部件、第二部件201和等电位源，所述第一部件由第一薄膜层101、第一导电层102、第一衬底11和导线30组成；第二部件201作用是能够与第一部件配合排开第一部件表面的双电荷层。第一导电层102贴合在第一部件薄膜层101背面；第一导电层102和第一薄膜层101两者贴合在一起后固定在第一衬底11上，第一导电层与导线30相接，同时导线30的另一端与呈电中性的外部相接。将基于溶液中双电荷层的单电极发电机放在溶液20中，在外力作用下第一薄膜层101与第二部件201至少部分表面能够发生接触和分离循环，同时通过第一导电层102向外电路输出电信号。

为了方便说明。以下将结合图1的典型结构来描述本发明的原理、各部件的选择原则以及材料范围，但是很显然这些内容并不仅限于图1所示的实施例，而是可以用于本发明所公开的所有技术方案。

本发明的工作原理参见图2进行说明：将基于溶液中双电荷层的单电极发电机浸没在水溶液20中，由于第一薄膜层101具有表面电荷，从而在表面吸附异种电荷离子形成双电荷层。在外界机械力的作用下，第一薄膜层101和第二部件201的距离被压近。当第一薄膜层101和第二部件201靠近到1μm以下距离，第一薄膜层101表面附近的溶液和溶液中的离子被排开，此时第一薄膜层101表面所带有的正电荷或负电荷无法被溶液20中的异种电荷离子屏蔽，表面无法保持电中性。第一导电层102所感应的电势与等电位源的电势存在差异，为平衡两者之间的电势差，电子会通过第一导电层102向外电路输送电信号。当外界机械力释放时，异种电荷离子重新吸附在第一薄膜层101，此时第一薄膜层101表面的电荷将再次被异种电荷离子屏蔽，第一导电层102与等电位源的电势平衡被破坏，将导致电子通过第一导电层102向外电路反向输送电信号，直到再次达到平衡。

根据上述的发电原理可以看出，第一薄膜层101的表面电荷量是产生可输出电信号的关键。以下的表面带电或者不带电材料均可用于本发明的第一薄膜层101和第二部件201中，第一薄膜层101的材料可选自聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化石墨烯、石墨烯、二硫化钼、石英、聚乙烯、聚氯乙烯、苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺尼龙11、聚酰胺尼龙66、聚氨酯弹性体、硬橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、派瑞林、聚己二酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、再生纤维素海绵、液晶高分子聚合物、聚氨酯弹性体、苯乙烯丙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、聚羊毛及其织物、蚕丝及其织物、纸、人造纤维、棉及其织物、聚碳酸酯、丙烯腈、聚异丁烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯、氯丁橡胶、天然橡胶、聚丙烯腈、丁苯橡胶等。由于篇幅的原因，并不能对所有可能的材料进行穷举，此处仅列出几种具体的材料供参考，但是这些具体的材料并不能成为本发明保护范围的限制因素，因为在本发明的启发下，本领域的技术人员根据这些材料所具有的不同表面带电量的特性很容易选择其他类似的材料。

通过实验发现，在不同外力作用的状态下第一薄膜层101表面双电荷层的变化程度越大，发电机输出的电信号越强。所以根据上面所列出的材料并结合简单的对比实验，选择合适的材料作为第一薄膜层101，以获得最佳的电信号输出性能。

此外，也可以对第一薄膜层101进行物理化学改性，进一步提高薄膜表面的电荷密度，从而提高转移的电荷量和发电机的输出功率。在第一薄膜层101表面进行官能团的引入来使其带有正电荷或者负电荷。官能团的引入可以采用等离子表面改性和化学修饰等物理化学方法。例如，使氧气和氨气的混合气在一定功率下产生等离子体，从而在第一薄膜层101表面上引入氨基。用次氯酸钠溶液对聚酰亚胺材料进行化学刻蚀，从而在聚酰亚胺表面引入羧基。本领域的技术人员可以根据薄膜层的性质和表面化学键的种类，选择合适的处理方法，以达到本发明的目的，因此这样的变形都在本发明的保护范围之内。

为了提高本发明发电机的输出性能，优选在其表面增加有微米或纳米量级的微结构阵列，以增加第一部件与第二部件之间的接触面积，从而增大第一部件中电荷量的变化。具体的改性方法包括光刻蚀、化学刻蚀、涂层和离子体刻蚀等。具体微结构的尺寸结构不应该现在本发明的范围。

由于第二部件背面无需沉积金属电极，因此对其厚度没有特殊要求，这使本发明发电机的应用范围得到了极大拓展。

本发明并不限定第一导电层102必须是软质材料，也可以选择硬性材料，因为导电材料的硬度并不影响其导电效果。第一导电层102通过导线30与外电路连接来输出发电机的电信号。

第一导电层102和呈电中性外部作为发电机的两个电极，其中第一导电层102需要具备能够导电的特性，可以选择常用的导电材料，本领域常用的材料为：金属，选自金、银、铂、铝、镍、铜、钛、铬或硒；由金、银、铂、铝、镍、铜、钛、铬和硒，以及由上述金属形成的合金；导电氧化物，例如氧化铟锡ITO；有机物导体一般为导电高分子，选自聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚苯胺和/或聚噻吩。具体导电层材料的选择不作为限定本发明保护范围的条件，优选地，第一导电层102的材料为铜、金、银或铂。

本发明的发电机中，为保证电荷的产生效率，可以采用沉积的方法在第一薄膜层101表面上制备导电层，例如电子束蒸发、等离子体溅射或蒸镀等方法。此外，还可以将如铝箔之类的导电材料直接贴合在薄膜层上来充当导电层。

虽然图1中示出的第一薄膜层和第二部件尺寸形状相同，并且二者呈正相对放置，使得在外力作用下两者可以完全接触。但这仅仅是一个比较优选的方式，事实上只要第一薄膜层和第二部件有部分表面能够交替发生接触-分离过程，就能使发电机正常工作。由此，第一薄膜层和第二部件的形状和尺寸并不需要完全相同，二者的相对位置也不必限定为完全正对面，本领域的技术人员可以根据实际的使用环境来自由选择。

与等电位源形成电连接是本发明发电机正常工作的关键，该等电位源可以通过接地提供，也可以由外部的补偿电路来提供。所述的电连接既可以直接通过需要供电的外电路30实现，也可以通过在发电机内部设置负载来实现，即导电层通过该负载与等电位源实现电连接，需要供电的外部电路30通过该负载并联或串联来接收电信号。

可在结构中可添加弹性部件，其作用为，发电机在静止状态或者不受外力作用时，使第一薄膜层101下表面和第二部件201上表面面对面并保持一定距离，当施加外力使第一薄膜层101下表面和第二部件201上表面接触后两者可以分开。因此，如果施加到发电机上的外力本身就是方向呈周期性变化，并且能实现第一薄膜层和第二部件的接触和分离循环，那么弹性部件就不是必须具备的部件。但是当依靠施加的外力本身并不能使发电机正常工作时，就需要弹性部件的配合。弹性部件可以是常规的能够提供弹性的部件，既可以是可以提供拉伸弹性的部件，如弹簧、橡胶、聚氨酯弹性体、海绵等等，也可以说是具有弹性弯曲形变对的部件，例如金属薄片和热塑弹性体薄片等等。该弹性部件的厚度、形状和尺寸可以根据实际情况、综合机械强度和弹性来选择。这种选择都是本领域的技术人员可以很容易做出的常规选择。

当发电机结构需要一定的强度时，可以添加第一衬底11，但当结构不需要时，也可以省略第一衬底11。第一衬底11可以为硬性材料，也可以为柔性材料。优选采用不可变形的绝缘硬性材料，例如有机玻璃板材、聚乙烯板材、聚氯乙烯板材等。其厚度没有特别限制，可以根据强度需要自由选择。并且，设置第一衬底可以使摩擦发电机整体的机械强度得到增强。

本发明的摩擦发电机，其中的溶液20可以为纯净水、去离子水、极性液体、非极性液体或者其他溶液。只要液体中存在自由离子即可实现本发明的目。

图3给出本发明基于溶液中双电荷层的单电极发电机实施例的另一种典型结构示意图的实施方式。第一部件和第二部件可以形成一定的角度相对放置，例如图3所示的另一种实施方式，包括第一部件，由第一薄膜层101、第一导电层102和第一衬底11组成，包括第二部件201。第一导电层102贴合在第一薄膜层101背面。第一导电层102和第一薄膜层101两者贴合在一起后又固定在第一衬底11上，将第一导电层102通过导线30与等电位源相接。第一部件和第二部件的一端通过弹性转轴40连接起来。在没有外力的情况下，第一部件和第二部件之间能够保持一定的角度，由此维持第一薄膜层和第二部件表面的分离。当存在外部机械力施加时，弹性转轴40发生形变，使得第一薄膜层和第二部件发生表面接触，当外力撤销后，由于弹性转轴40的弹性又使第一部件和第二部件恢复到一定的角度，第一薄膜层和第二部件分离，形成一个发电循环。

上面给出了本发明所设计的多种发电机的典型结构，本领域的技术人员可以在这些结构的基础上进行简单变形，从而获得不同工作环境下的发电机，但是这样的变形都是在本发明所公开的基本构思下完成的，都属于本发明所保护的范围。

通过前面的描述，可以清楚的了解到本发明其实还公开了一种全新的发电方法，其特征在于使用本发明中公开的任何发电机，包括以下步骤：

(1)提供第一薄膜层；

(2)提供第一导电层；

(3)提供等电位源；

(3)将第一导电层与等电位源通过外电路形成电连接；

(4)施加外力时所述第一薄膜层表面的部分或者全部与第二部件之间形成接触-分离过程；

(5)在步骤(4)的过程中，通过第一导电层向外电路输出信号。

在步骤(4)中，所述第一薄膜层和第一导电层完全接触，施加的是方向或大小变化的持续外力。

以下给出具体实施例。

实施例1

利用激光切割两个长3cm×宽3cm×厚5mm的有机玻璃板，准备相同的两片聚酰亚胺薄膜，在其中的一片背面沉积一层Al作为导电层，并通过导线引出电信号，然后将两片薄膜贴合在两个有机玻璃板上使聚酰亚胺表面露出，用PDMS胶在四周密封进行防水。将沉积Al的聚酰亚胺进行表面处理，增大表面电荷密度。将装置浸没在溶液中，使两聚酰亚胺薄膜层表面相对，并通过外力控制两个聚酰亚胺表面的接触和分离，检测电信号输出。图4给出本发明基于溶液中双电荷层的单电极发电机实施例的电压输出图。

实施例2

利用激光切割两个长3cm×宽5cm×厚5mm的有机玻璃板，将两块有机玻璃板呈一定角度放置，将两块玻璃板的一边通过弹性部件连接。准备两片相同的PET薄膜，在其中一片PET的背面沉积一层Ag作为导电层，并通过导线引出电信号。将其固定在上述两块有机玻璃板上，进行密封防水处理。在背面沉积Ag的PET薄膜层进行表面处理，增大表面电荷密度。将装置浸没在溶液中，使两个PET薄膜层表面相对，并通过外力控制两个PET表面的接触和分离，检测电信号输出。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (11)

1.基于溶液中双电荷层的单电极发电机，其特征在于设有第一部件、第二部件和等电位源，所述第一部件由第一薄膜层和其背后贴合的第一导电层组成，第一薄膜层表面在溶液中带有正电荷或负电荷，第一部分带有单电极，第二部件不带有电极；当工作时，在外力作用下，第二部件与第一薄膜层的相对距离发生变化，当第一部件与第二部件分离时，第一薄膜层表面所带的电荷与从溶液中吸附的异种电荷离子之间形成双电荷层，保持电荷平衡；当第一部件与第二部件的距离靠近至1μm以下时，第一薄膜层表面附近的溶液和溶液中的离子被排开，导致第一薄膜层表面所带有的正电荷或负电荷无法被溶液中的异种电荷离子屏蔽；从而在第一导电层中感应出净电荷，造成第一导电层与电连接的等电位源间产生电势差，在所连接的外电路中驱动电子流动，形成电流。

2.如权利要求1所述基于溶液中双电荷层的单电极发电机，其特征在于所述第一部件还设有衬底，第一导电层与第一薄膜层贴合后固定在衬底上。

3.如权利要求1所述基于溶液中双电荷层的单电极发电机，其特征在于所述第一薄膜层的厚度为5nm～10cm；所述第一薄膜层在溶液中带有正表面电荷或负表面电荷。

4.如权利要求3所述基于溶液中双电荷层的单电极发电机，其特征在于所述第一薄膜层的厚度为微米尺度。

5.如权利要求1所述基于溶液中双电荷层的单电极发电机，其特征在于所述第一薄膜层的材料选自聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化石墨烯、石墨烯、二硫化钼、石英、聚乙烯、聚氯乙烯、苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺尼龙11、聚酰胺尼龙66、聚氨酯弹性体、硬橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、派瑞林、聚己二酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、再生纤维素海绵、液晶高分子聚合物、聚氨酯弹性体、苯乙烯丙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、聚羊毛及其织物、蚕丝及其织物、纸、人造纤维、棉及其织物、聚碳酸酯、丙烯腈、聚异丁烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯、氯丁橡胶、天然橡胶、聚丙烯腈、丁苯橡胶材料中的至少一种。

6.如权利要求1所述基于溶液中双电荷层的单电极发电机，其特征在于所述第一导电层采用导电材料，导电材料选自导电有机物、导电氧化物、金属、掺杂的半导体；所述导电有机物选自聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚苯胺或聚噻吩；所述导电氧化物为铟锡氧化物；所述金属选自金、银、铜、铝、镍、铂或铬。

7.如权利要求1所述基于溶液中双电荷层的单电极发电机，其特征在于所述第一导电层为金属薄膜或体相材料，其中金属薄膜的厚度为5nm～5mm；所述第一薄膜层和第一导电层为硬质材料或软质材料；所述第一薄膜层和第一导电层的尺寸和形状相同或者不同。

8.如权利要求1所述基于溶液中双电荷层的单电极发电机，其特征在于所述第二部件为表面平坦能够与第一薄膜层紧密接触的材料。

9.如权利要求1所述基于溶液中双电荷层的单电极发电机，其特征在于所述第一导电层通过负载与所述等电位源电连接；发电机直接放置于河流、海洋、湖泊或水溶液中，将水体机械能、人体运动、风或环境震动机械能转化为供电子设备使用的电能。

10.基于溶液中双电荷层的发电方法，其特征在于采用如权利要求1～8任一项所述基于溶液中双电荷层的单电极发电机，所述方法包括以下步骤：

1)提供第一部件、第二部件和等电位源；

2)将第一导电层和等电位源分别与电信号输出端的两端连接，且电信号输出端连接外电路；

3)使第一部件与第二部件交替接触与分离；

4)在步骤3)的过程中通过电路输出端向外输出电信号。

11.如权利要求10所述基于溶液中双电荷层的发电方法，其特征在于在步骤3)中，通过改变第二部件与第一部件之间的距离所造成的两者分离与接触实现第一部件与第二部件之间的交替接触。

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