CN112019090B - 装饰环 - Google Patents

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Abstract

一种装饰环，包括一环状本体，该环状本体为中空结构且具有一环状本体空间，所述装饰环进一步包括：多个产生电能的器件，该多个产生电能的器件间隔设置在所述本体空间内，所述多个产生电能的器件将所述本体空间分割成多个独立的子本体空间；每一产生电能的器件包括一第一多孔电极、一蛋壳膜和一第二多孔电极，所述第一多孔电极、所述蛋壳膜和所述第二多孔电极依次层叠设置；一发光元件，该发光元件位于所述环状本体，并且该发光元件与所述第一多孔电极和所述第二多孔电极电连接；以及一具有正负离子的液体，该液体设置在所述本体空间内，且未将所述本体空间填满。

Description

装饰环
技术领域
本发明涉及能源技术领域，尤其涉及一种装饰环。
背景技术
目前能量消耗主要依靠非再生能源，例如，煤、石油、天然气和核能等。鉴于对这些非再生资源消耗量大以及储量有限，以及使用它们所造成的污染，人们致力于开发新能源或可再生能源，以及进行能量的回收再利用。
水是一种对环境和生态影响很小的能源，人们发展了水力发电。水力发电是通过水流带动发电机获取电能。然而，现有的水力发电需要大坝提供大规模的水流，而且需要专门的发电机组。
另外，现有的装饰环，比如手环，一般是通过外接电源使其发亮。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种装饰环，该装饰环可以通过少量的水运动获取电能。
一种装饰环，包括一环状本体，该环状本体为中空结构且具有一环状本体空间，所述装饰环进一步包括：多个产生电能的器件，该多个产生电能的器件间隔设置在所述本体空间内，所述多个产生电能的器件将所述本体空间分割成多个独立的子本体空间；每一产生电能的器件包括一第一多孔电极、一蛋壳膜和一第二多孔电极，所述第一多孔电极、所述蛋壳膜和所述第二多孔电极依次层叠设置；一发光元件，该发光元件位于所述环状本体，并且该发光元件与所述第一多孔电极和所述第二多孔电极电连接；以及一具有正负离子的液体，该液体设置在所述本体空间内，且未将所述本体空间填满。
与现有技术相比，本发明所提供的装饰环中，使用两个多孔电极夹持一蛋壳膜(ESM)，当具有正负离子的液体从该电极和蛋壳膜渗透时，ESM对该液体中特定的正离子具有固有的选择透过性，并且会留下残余的负离子。因此，液体从ESM中渗透时，位于ESM一侧的电极聚集负电荷，位于ESM另一侧的电极聚集正电荷，在两个电极之间产生电势差，从而产生电压，并使所述装饰环发亮。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的产生电能的器件的结构示意图。
图2为本发明第一实施例提供的产生电能的器件的制备方法的流程图。
图3为本发明第一实施例提供的CNT/PANI复合结构的扫描电镜照片和光学照片。
图4为本发明第一实施例提供的蛋壳和蛋壳膜的复合物的光学照片。
图5为本发明第一实施例提供的ESM接触蛋液的表面的扫描电镜照片。
图6为本发明第一实施例提供的ESM接触蛋壳的表面的扫描电镜照片。
图7为本发明第一实施例提供的产生电能的方法的工艺流程图。
图8为本发明第一实施例提供的产生电能的方法的另一工艺流程图。
图9为本发明第一实施例提供的由CNT/PANI复合结构和ESM形成图1的产生电能的器件的工艺流程图。
图10为本发明第一实施例提供的由CNT/PANI复合结构和ESM形成的产生电能的器件与抽滤瓶结合的结构示意图。
图11为图10中产生电能的器件的电压-时间曲线图。
图12为本发明第二实施例提供的产生电能的器件的结构示意图。
图13为本发明第三实施例提供的产生电能的装置的结构示意图。
图14为图13中产生电能的装置的电压-时间曲线图。
图15为图13中产生电能的装置的另一电压-时间曲线图。
图16为本发明第四实施例提供的产生电能的装置的结构示意图。
图17为图16中产生电能的装置的电压-时间曲线图。
图18为本发明第五实施例提供的产生电能的装置的结构示意图。
图19为图18中产生电能的装置的电压-时间曲线图。
图20为本发明第六实施例提供的产生电能的装置的结构示意图。
图21为图20中产生电能的装置的另一摆放位置的结构示意图。
图22为本发明第七实施例提供的产生电能的装置的结构示意图。
图23为图22中产生电能的装置的另一摆放位置的结构示意图。
图24为本发明第八实施例提供的手环的结构示意图。
主要元件符号说明
产生电能的装置 10，20，30，40，50
产生电能的器件 100，200
第一电极 102
蛋壳膜 104
第二电极 106
第三电极 108
第一侧 101
第二侧 103
重叠区域 105
第一表面 107
第二表面 109
第一产生电能的器件 120
第二产生电能的器件 140
液体 300
第一容器 500
第一开口 520
第一底部 540
第一通孔 550
第二容器 600
第二开口 620
第二底部 640
第二通孔 650
软木塞 660
抽滤瓶 680
第三容器 700
第三开口 720
第三底部 740
第四容器 800
第一侧壁 802
第二侧壁 804
第三侧壁 806
第四侧壁 808
空间 820
第一空间 822
第二空间 824
隔水膜 900
手环 60
手环本体 62
本体空间 620
子本体空间 622
灯 64
切线 A
夹角 θ
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本发明提供的产生电能的器件及其制备方法、利用该器件的装置、产生电能的方法，以及利用该器件的手环作进一步的详细说明。
请参见图1，本发明第一实施例提供一种产生电能的器件100，其包括一第一电极102、一蛋壳膜(Eggshell Membrane，ESM)104和一第二电极106，所述第一电极102、蛋壳膜104和第二电极106依次层叠设置，形成一三明治结构。所述蛋壳膜104位于第一电极102和第二电极106之间。优选地，第一电极102和第二电极106均与蛋壳膜104直接接触。
可以理解，为了避免短路，第一电极102和第二电极106应间隔设置。本实施例中，将第一电极102和第二电极106重叠的部分定义为重叠区域105，蛋壳膜104的面积(或者尺寸)大于或等于该重叠区域105的面积(或者尺寸)。图1所示的产生电能的器件100中，整个第一电极102和整个第二电极106完全重叠，那么所述重叠区域就是整个第一电极102或者整个第二电极106。可以理解，第一电极102和第二电极106也可以部分重叠，如后面的图9所示。
所述第一电极102和第二电极106需要满足多孔性和导电性这两个要求。所述第一电极102和第二电极106可以为网状结构或者由多孔性的导电材料形成。例如所述第一电极102和第二电极106可以为碳纳米管膜、金属网或多孔的金属片。本实施例中，所述第一电极102和第二电极106均为碳纳米管复合结构，具体为CNT/PANI复合结构(指碳纳米管和聚苯胺的复合结构)。
所述CNT/PANI复合结构包括一碳纳米管网状结构及一聚苯胺层。所述碳纳米管网状结构由多个碳纳米管相互连接形成，相邻的碳纳米管之间通过范德华力连接。所述CNT/PANI复合结构中，碳纳米管网状结构作为骨架，聚苯胺层包覆在所述碳纳米管网状结构中的碳纳米管的表面。即，所述碳纳米管网状结构可支撑聚苯胺层，使得聚苯胺层可分布在碳纳米管的表面。在本实施例中，所述碳纳米管网状结构中每个碳纳米管的表面都分布有聚苯胺层。此外，所述碳纳米管网状结构具有多个微孔。这些微孔是由多个碳纳米管所围成，且微孔的表面均设置有聚苯胺层。由于多个微孔的存在，使得CNT/PANI复合结构成为多孔性导电材料。
所述碳纳米管包括单壁碳纳米管、双壁碳纳米管及多壁碳纳米管中的一种或几种。单壁碳纳米管的直径优选为0.5纳米～50纳米，双壁碳纳米管的直径优选为1.0纳米～50纳米，多壁碳纳米管的直径优选为1.5纳米～50纳米。所述碳纳米管的长度优选为在100纳米到10毫米之间。本实施例中，所述碳纳米管网状结构中的碳纳米管无序排列或者相互缠绕。优选地，所述碳纳米管基本平行于碳纳米管网状结构的表面。
进一步，为了使蛋壳膜104更好地与第一电极102和第二电极106结合，可以使用胶粘剂将其粘在一起。胶粘剂位于蛋壳膜104的部分表面，不能位于蛋壳膜104的整个表面。
本实施例中，第一电极102位于蛋壳膜104的上方，第二电极106位于蛋壳膜104的下方，当产生电能的器件100所产生的电能被测量时，第一电极102连接电压表的负极，第二电极106连接电压表的正极。
所述蛋壳膜104可以为任何蛋壳膜，比如鸡蛋的蛋壳膜、鸭蛋的蛋壳膜、鹅蛋的蛋壳膜、鹌鹑蛋的蛋壳膜或者其它鸟类的蛋壳膜。所述蛋壳膜104的厚度和尺寸不限，可以根据实际需要进行选择。本实施例中，所述蛋壳膜104为鸡蛋的蛋壳膜，所述蛋壳膜104的形状是1.7×1.7cm2的正方形。
请参见图2，本发明第一实施例进一步提供一种所述产生电能的器件100的制备方法，其包括以下步骤：
S11，提供所述第一电极102和所述第二电极106；
S12，提供所述蛋壳膜104；以及
S13，将所述第一电极102、所述蛋壳膜104和所述第二电极106依次层叠设置，形成一三明治结构，并且蛋壳膜104位于第一电极102和第二电极106之间。
步骤S11中，所述第一电极102和第二电极106均为CNT/PANI复合结构。本实施例中，所述CNT/PANI复合结构的制备方法，包括以下步骤：
S111，将碳纳米管添加到一溶剂中并进行絮化处理，获得一碳纳米管絮状结构，所述溶剂选用水、易挥发的有机溶剂，所述絮化处理为超声波分散处理或高强度搅拌等；
S112，将所述碳纳米管絮状结构按照预定形状摊开；
S113，施加一定压力于摊开的碳纳米管絮状结构上；
S114，将所述碳纳米管絮状结构中残留的溶剂烘干或等溶剂自然挥发后获得所述碳纳米管网状结构；
S115，将所述碳纳米管网状结构浸没于40ml的苯胺溶液中，形成第一混合溶液，将该第一混合溶液静置10分钟，所述苯胺溶液中含有0.002M苯胺单体与0.04M盐酸；
S116，向所述第一混合溶液中缓慢加入经过预冷处理的40ml 0.002M的过硫酸铵溶液，形成第二混合溶液，并将该第二混合溶液于0℃条件下静置24h，得到CNT/PANI复合结构；以及
S117，从所述第二混合溶液中取出CNT/PANI复合结构并去除多余的反应液，于80℃真空条件下干燥12h。
图3为通过上述方法制得的CNT/PANI复合结构的扫描电镜照片和光学照片。
步骤S12中，获取所述蛋壳膜104的方法不限，本发明提供两种蛋壳膜104的获取方法。
第一种获取蛋壳膜104的方法，包括以下步骤：
S121，取出蛋中的蛋液，得到一蛋壳和蛋壳膜104的复合物，并用去离子水清洗所述蛋壳和蛋壳膜104的复合物；
S122，将蛋壳和蛋壳膜104剥离，得到蛋壳膜104；以及
S123，用去离子水清洗所述蛋壳膜104。
步骤S121中，可以将蛋的一端打碎，将蛋液倒出或吸出，并用去离子水冲洗所述蛋壳和蛋壳膜的复合物，以将残留的蛋液去除。步骤S123，本实施例，所述蛋壳膜104不需要完全干燥,只需用纸吸取水分,完全干燥会导致蛋壳膜104不平整，甚至破裂，也会导致第一电极102和第二电极106不能更好地和蛋壳膜104接触。
第二种获取蛋壳膜104的方法，包括以下步骤：
S121’，取出蛋中的蛋液，得到一蛋壳和蛋壳膜104的复合物，并用去离子水清洗所述蛋壳和蛋壳膜104的复合物；
S122’，将所述蛋壳和蛋壳膜104的复合物放入一酸性溶液中，放置一段时间，得到蛋壳膜104；以及
S123’，将所述蛋壳膜104从酸性溶液中取出，用去离子水清洗所述蛋壳膜104。
步骤S121’和步骤S121相同。
步骤S122’中，蛋壳的成分是碳酸钙，因此，将蛋壳和蛋壳膜104的复合物放入酸性溶液中，蛋壳中的碳酸钙与酸发生化学反应，可以将蛋壳腐蚀掉，从而得到蛋壳膜104。所述酸性溶液包括硫酸、盐酸等。
步骤S123’中，用去离子水清洗掉蛋壳膜104中的杂质，比如步骤S122’中的反应产物氯化钙、以及多余的酸性溶液等。
步骤S13中，为确保第一电极102和第二电极106不直接接触，蛋壳膜104的面积大于或等于第一电极102和第二电极106重叠部分的面积。
进一步，所述产生电能的器件100的制备方法包括一使用胶粘剂固定蛋壳膜104、第一电极102和第二电极106的步骤，并且使蛋壳膜104的至少部分表面通过第一电极102和第二电极106的孔隙暴露。
图4为鸡蛋倒出蛋液后，蛋壳和蛋壳膜104的复合物的光学照片。图5为蛋壳膜104接触蛋液的表面的扫描电镜照片，图6为蛋壳膜104接触蛋壳的表面的扫描电镜照片。由图5和图6可以看出蛋壳膜104具有交织的微孔结构，蛋壳膜104接触蛋壳的表面具有较为明显的多孔聚结纤维结构。这种结构使得蛋壳膜104具有较高的孔隙率和较大的表面积，允许气体和水分子的扩散。
请参见图7，本发明第一实施例提供一种产生电能的方法，包括以下步骤：
S21，提供一产生电能的器件100；以及
S22，使一具有正负离子的液体300从所述产生电能的器件100的一侧向另一侧渗透。
步骤S21中，所述液体300的种类不限，可以为氯化钾溶液、氯化钠溶液或者水等。优选地，所述液体300为水，比如自来水。
步骤S22中，使所述液体300渗透所述产生电能的器件100的方法，包括以下步骤：
S221，将所述液体300放置于第一电极102远离蛋壳膜104的一侧；
S222，使所述液体300接触第一电极102远离蛋壳膜104的表面；以及
S223，所述液体300从第一电极102远离蛋壳膜104的表面逐渐渗透至第二电极106远离蛋壳膜104的表面。
进一步，提供一电压表对产生的电能进行测量，该电压表被连接在第一电极102和第二电极106之间。当所述液体300从第一电极102向蛋壳膜104和第二电极106渗透时，第一电极102连接电压表的负极，第二电极106连接电压表的正极。当所述液体300从第二电极106向蛋壳膜104和第一电极102渗透时，第一电极102连接电压表的正极，第二电极106连接电压表的负极。本实施例中，第一电极102位于蛋壳膜104的上方，第二电极106位于蛋壳膜104的下方，并且液体300由于自身重力的原因由第一电极102向蛋壳膜104和第二电极106渗透，第一电极102连接电压表的负极，第二电极106连接电压表的正极，此时可以从电压表得知所产生电压的数值。
进一步，步骤S22使一具有正负离子的液体300从所述产生电能的器件100的一侧向另一侧渗透的方法包括一将所述液体300放入一第一容器500的步骤。具体地，如图8所示，先将液体300放入第一容器500，该第一容器500具有一第一开口520和一第一底部540，该第一开口520和第一底部540相对设置；将所述产生电能的器件100覆盖所述第一开口520后，将盛放有液体300的第一容器500倾斜或倒置。本实施例中，所述第一电极102的面积大于所述第一开口520面积，从而使第一电极102的一部分和第二电极106的一部分暴露，并且从第一开口520向远离第一容器500的方向延伸，便于连接外电路。另一实施例中，第一电极102与第一开口520直接接触。
进一步，所述产生电能的方法包括一利用第二容器600收集从所述产生电能的器件100渗透的液体300的步骤。如图8所示，该第二容器600具有一第二开口620和一第二底部640，该第二开口620和第二底部640相对设置。所述产生电能的器件100覆盖所述第二开口620。本实施例中，所述第二电极106的面积大于所述第二开口620面积，从而使第一电极102的一部分和第二电极106的一部分暴露，并且从第二开口620向远离第二容器600的方向延伸，便于连接外电路。
进一步，所述产生电能的方法包括一振动所述第一容器500的步骤。当电压表的读数基本不变，也即所产生的电压基本保持不变时，振动所述第一容器500。本实施例中，敲打第一容器500，使第一容器500振动，从而使所产生的电压可以继续升高。
以下为第一实施例的具体实施方式
首先制备纸状CNT/PANI复合结构,并利用激光把纸状CNT/PANI复合结构切成图9所示的形状作为电极,1.5×1.5cm2为重叠区域105,伸长的2.5cm用来连接电压表。然后，将鸡蛋的一端打碎，将蛋液倒出，用去离子水清洗蛋壳和蛋壳膜表面残留的蛋液，再将蛋壳与蛋壳膜轻轻剥离，得到蛋壳膜104，并用去离子水清洗蛋壳膜104。将所得到的蛋壳膜104切成图9所示1.7×1.7cm2的形状大小。然后，按照上述产生电能的器件100的制备方法，将两个电极和蛋壳膜104层叠，得到一三明治结构。所述蛋壳膜104的面积大于重叠区域105的面积以充分将两个电极隔开防止短路现象。
如图10所示，将图9所示的三明治结构固定在一个具有通孔的软木塞660上，覆盖该通孔，并将软木塞660塞入抽滤瓶680中。在所述三明治结构的上方滴加自来水并同时利用电压表测量两电极之间的开路电压，上面的电极连接电压表的负极，下面的电极连接电压表的正极。每次滴水量为20μL(微升)。
图11是上述三明治结构开路电压的测试结果。图11中，每个箭头代表滴水，从图11中可以看出有水流过这个三明治结构时，会产生电压，其中插入的小图是图11画圈处的放大图，可以看出滴加另一滴水会加快电压的上升。因此，产生的电能可以储存在CNT/PANI电极中。在0至5000秒的时间段内，通过不断滴水，开路电压可达到0.26V。在约5000秒的时候，将三明治结构连接一个500Ω(欧姆)的负载进行放电测试。由图11可知，在0至5000秒的时间段内，不断滴水，电压逐渐上升；在约5000秒的时候，电压急剧下降。可知，当三明治结构连接一个500Ω(欧姆)的负载时，所述三明治结构进行了放电。因此，所述三明治结构储存的电能可以释放。以上实验表明，在该三明治结构上滴水可以产生电能，而且通过不断滴水，该三明治结构可以获得一个比较理想的开路电压，且电能可以被储存并且释放。
本发明产生电能的机理是：蛋壳膜104具有较高的孔隙率，而且第一电极102和第二电极106也是具有多孔性，允许水分子的扩散。当水滴在第一电极102(位于蛋壳膜104的上面)上时，水会在重力作用下向蛋壳膜104渗透，而蛋壳膜104对水中特定的正离子具有固有的选择透过性，并且会留下残余的负离子。因此，水从蛋壳膜104中渗透时，会引起第一电极102和第二电极106之间的电位差，并且第一电极102聚集负电荷，第二电极106(位于蛋壳膜104的下面)聚集正电荷。因此，电能被CNT/PANI电极存储。当电位差在蛋壳膜104上存在时，渗透的正离子透过蛋壳膜104直至电化学平衡的建立，所以随着时间的推移，输出电压的上升速度会减慢，直到另一滴水加入打破平衡使电压再次快速升高。本实施例的产生电能的器件100可以达到的最大输出电压为260mV。当液体300由第一电极102向蛋壳膜104和第二电极106渗透时，第一电极102聚集负电荷，第二电极106聚集正电荷；当液体300由第二电极106向蛋壳膜104和第一电极102渗透时，第二电极106聚集负电荷，第一电极102聚集正电荷。
请参见图12，本发明第二实施例提供一种产生电能的器件200，该产生电能的器件200与第一实施例提供的产生电能的器件100相似，其区别是：第二实施例中产生电能的器件200进一步包括一第三电极108，该第三电极108位于第一电极102远离第二电极106的一侧，并且另有一蛋壳膜104位于第三电极108和第一电极102之间，优选地，该蛋壳膜104与第三电极108、第一电极102均直接接触。也即，第二实施例产生电能的器件100中，第三电极108、一蛋壳膜104、第一电极102、另一蛋壳膜104和第二电极106依次层叠设置，并且第三电极108与第一电极102之间由于设置有蛋壳膜104而没有电连接，第一电极102和第二电极106之间也是由于设置蛋壳膜104而没有电连接。第三电极108和第一电极102重叠的部分也定义为重叠区域105，可以理解，位于第三电极108和第一电极102之间的蛋壳膜104的面积大于或者等于该重叠区域105的面积。所述第三电极108的材料与第一电极102、第二电极106的材料相同，本实施例中，第三电极108也是所述CNT/PANI复合结构。
当具有正负离子的液体300从第三电极108远离蛋壳膜104的表面渗透整个产生电能的器件200时，可以在第三电极108和第一电极102之间、第一电极102和第二电极106之间，以及第三电极108和第二电极106之间均检测到电压，并且第三电极108和第二电极106之间的电压值大于第三电极108和第一电极102之间的电压值，也大于第一电极102和第二电极106之间的电压值。
请参见图13，本发明第三实施例提供一种产生电能的装置10，该产生电能的装置10与第一实施例提供的产生电能的器件100相似，其区别是：第三实施例中产生电能的装置10进一步包括一第一容器500和一第二容器600，所述第一实施例中产生电能的器件100位于所述第一容器500和第二容器600之间。
所述产生电能的装置10中，第一容器500、产生电能的器件100和第二容器600依次设置。第一容器500和第一电极102接触，并且第一电极102覆盖第一容器500的第一开口520，第一容器500的第一底部540远离第一电极102，并与第一电极102相对设置。第二容器600和第二电极106接触，并且第二电极106覆盖第二容器600的第二开口620，第二容器600的第二底部640远离第二电极106，并与第二电极106相对设置。第一容器500用于盛放具有正负离子的液体300，比如自来水。第二容器600用于收集从产生电能的器件100中渗透的液体300。
进一步，第一容器500的第一底部540可设置有一第一通孔550，可以通过该第一通孔550向第一容器500内滴加液体300。当不需要滴加液体300时，再将该第一通孔550塞住或密封。所述第一容器500和第二容器600的材料不限，比如，塑料、聚合物、玻璃等。
进一步，第二容器600的侧壁可设置有一第二通孔650，可以通过该第二通孔650连接一真空泵，从而对该第二容器600抽真空。当对第二容器抽真空时，可以促进第一容器500中的液体300由第一电极102向蛋壳膜104和第二电极106渗透。
反之，当液体300从第二容器600一侧向第一容器500一侧渗透时，第一通孔550可以连接一真空泵，从而对该第一容器500抽真空。
以下为第三实施例的具体实施方式
将直径为1厘米的塑料离心管切割成高度为1厘米的小管，包括有两端开口的小管和仅一端开口的小管。然后将纸状CNT/PANI复合结构切割成所需的形状。利用具体实施例1中相同的方法获得三明治结构，并把该三明治结构放在一个仅一端开口的管子上，在三明治结构的上方再放一个两端开口的管子，最后用AB胶将两个管子的连接处密封。在两端开口的管子上方滴加自来水，并同时利用电压表测量两电极之间的开路电压，CNT/PANI复合结构下面的电极连接电压表的正极，CNT/PANI复合结构上面的电极连接电压表的负极，每次滴水量仍为20μL，测量结果如图14所示。图14中，箭头代表滴水，滴水可以产生电能，每次滴水会加快电势的上升。接下来测试图13中产生电能的装置10的充放电性能，将该产生电能的装置10和一个100Ω的负载连接，进行15秒的快速放电，再断开负载并利用管内的水对该装置进行再充电。图14中植入的小图是图14画圈处的放大图，可以看出，电能放出后，所述产生电能的装置10还可以继续回充，并且所回充的电压可以接近原来的开路电压。由此可知，图13中产生电能的装置10可以被反复利用，实现循环充放电。
在两端开口的管子上方滴加自来水，重复滴水过程，直到输出电压基本保持不变。然后用注射器针头以每秒三下的频率敲打三明治结构上方装水的管子。图15为图13中产生电能的装置10的电压-时间曲线图。图15中，箭头表示开始敲打的时间。从实验结果可以看出，外部振动和扰动的加入会使产生电能的装置10的输出电压升高而不是降低。可见，振动和扰动会使管内的水发生振荡，从而打破平衡，促使离子通过蛋壳膜104继续渗透，从而使产生电能的装置10达到更大的开路电压。
图13所示的产生电能的装置10具有如下优点：第一、当第一容器500位于产生电能的器件100的上方，并且第二容器600位于产生电能的器件100的下方时，第一容器500中的液体300通过第一电极102、蛋壳膜104和第二电极106向第二容器600渗透，可以产生电压；第二、等待一段时间，待第二容器600中也有液体300时，可以将整个产生电能的装置10倒置，从而使第二容器600中的液体300通过第二电极106、蛋壳膜104和第一电极102向第一容器500渗透，可以继续产生电压；第三、当第一容器500中设置液体300，通过第二通孔650对第二容器600抽真空，可以促使第一容器500中的液体300由第一电极102向蛋壳膜104和第二电极106渗透，从而产生电压；等待一段时间，待第一容器500中的液体300全部渗透，第二容器600中也有液体300时，通过第一通孔550对第一容器500抽真空，可以促使第二容器600中的液体300由第二电极106向蛋壳膜104和第一电极102渗透，从而继续产生电压。因此，图13所示的产生电能的装置10可以反复利用。可以理解，当对第一容器500或者第二容器600抽真空时，需要控制真空度的大小，以确保所述蛋壳膜104不被破坏。
请参见图16，本发明第四实施例提供一种产生电能的装置20，该产生电能的装置20与第二实施例提供的产生电能的器件200相似，其区别是：第四实施例中产生电能的装置20进一步包括一第一容器500和一第二容器600，所述第二实施例中的产生电能的器件200位于所述第一容器500和第二容器600之间。
所述产生电能的装置20中，第一容器500、产生电能的器件200和第二容器600依次层叠设置。第一容器500和第三电极108接触，并且第三电极108覆盖第一容器500的第一开口520，第一容器500的第一底部540远离第三电极108，并与第三电极108相对设置。第二容器600和第二电极106接触，并且第二电极106覆盖第二容器600的第二开口620，第二容器600的第二底部640远离第二电极106，并与第二电极106相对设置。第一容器500用于盛放具有正负离子的液体300，比如自来水。第二容器600用于收集从产生电能的器件100中渗透出的液体300。
进一步，第一容器500的第一底部540可设置有一通孔(图16未示)，可以通过该通孔向第一容器500内滴加液体300。当不需要滴加液体300时，再将该通孔塞住或密封。
以下为第四实施例的具体实施方式
将直径为1厘米的塑料离心管切割成高度为1厘米的小管，包括有两端开口的小管和仅一端开口的小管。然后将纸状CNT/PANI复合结构切割成所需的形状。如图16所示，将第二实施例中产生电能的器件200(如图12所示)放在一个仅一端开口的管子上，在产生电能的器件200的上方再放一个两端开口的管子，最后用AB胶将两个管子的连接处密封。在两端开口的管子上方滴加自来水，并同时利用电压表测量电极之间的开路电压。当测量第三电极108和第一电极102之间的开路电压时，第三电极108连接电压表的负极，第一电极102连接电压表的正极，测得第三电极108和第一电极102之间的开路电压约为130mV。将整个装置静置5个小时，让水慢慢渗透至第二层蛋壳膜104。再次测量开路电压，结果如图17所示，第三电极108和第一电极102之间的开路电压先被测量，约为90mV；然后，第三电极108和第二电极106之间的开路电压被测量，约为190mV。由此可知，图16中产生电能的装置20可以有更大的开路电压。也即，两个蛋壳膜104可以使装置达到更大的开路电压。以此为基础，增加蛋壳膜104的层数可以获得理想的电压值，但是需要更长时间让液体300渗透。
请参见图18，本发明第五实施例提供一种产生电能的装置30，该产生电能的装置30与第三实施例提供的产生电能的装置10相似，其区别是：第五实施例中产生电能的装置30进一步包括：另一个产生电能的器件100和一第三容器700。所述产生电能的装置30中包括两个产生电能的器件100，为了清楚地描述，将这两个产生电能的器件100分别定义为第一产生电能的器件120和第二产生电能的器件140。
所述产生电能的装置30中，第三容器700、第一产生电能的器件120、第一容器500、第二产生电能的器件140和第二容器600依次层叠设置。第一容器500中第一底部540的通孔是打开状态。第三容器700具有相对的一第三开口720和一第三底部740。第一产生电能的器件120中的第一电极102覆盖第三开口720，并且与第三底部740相对设置。第三容器700的第三底部740可设置有一通孔(图未示)，可以通过该通孔向第三容器700内滴加液体300。当不需要滴加液体300时，再将该通孔塞住或密封。第一容器500中设置有液体300。第二容器600用于收集从第二产生电能的器件140渗透的液体300。本实施例中，第三容器700、第一产生电能的器件120、第一容器500、第二产生电能的器件140和第二容器600从上而下依次设置。也即，第五实施例中产生电能的装置30是由两个第三实施例中产生电能的装置10组成。所述第三容器700的材料不限，可以与第一容器500、第二容器600的材料相同。
以下为第五实施例的具体实施方式
所述第一容器500、第二容器600和第三容器700是直径为1厘米、高度为1厘米的塑料离心管，所述第一电极102和第二电极106均是CNT/PANI复合结构。向第三容器700中滴入自来水，并且同时测量第一产生电能的器件120中第一电极102和第二电极106之间的开路电压，直到电压变化不大，再闭合开关s，并测量第一产生电能的器件120中第一电极102与第二产生电能的器件140中第二电极106之间的开路电压，测量结果如图19所示。图19中，箭头所对应的时间是两个装置串联的开始时间。可以理解，将两个产生电能的装置10串联，它们的开路电压可以进行叠加从而达到更大的值。将两个产生电能的装置10并联，它们的开路电流可以进行叠加从而达到更大的值。
图16所示的产生电能的装置20和图18所示的产生电能的装置30，与图13所示的产生电能的装置10具有相似的优点。
请参见图20，本发明第六实施例提供一种产生电能的装置40，该产生电能的装置40与第一实施例提供的产生电能的器件100相似，其区别是：第六实施例中产生电能的装置40进一步包括一第四容器800，所述产生电能的器件100位于所述第四容器800的内部，并且所述第四容器800内设置有具有正负离子的液体300。
所述产生电能的装置40中，所述产生电能的器件100具有相对的第一侧101和第二侧103，第一侧101固定在第四容器800的侧壁上并与该侧壁直接接触。第二侧103悬空，并与第四容器800的侧壁间隔设置。优选的，所述第四容器800定义一空间820，该第四容器800具有相对的第一侧壁802和第三侧壁806，并具有相对的第二侧壁804和第四侧壁808，所述第一侧壁802、第二侧壁804、第三侧壁806和第四侧壁808围成所述空间820；产生电能的器件100位于所述空间820内，被固定在第一侧壁802上；产生电能的器件100的第一侧101与该第一侧壁802直接接触并固定在第一侧壁802上，第二侧103悬空并且与第三侧壁806之间具有间隙；产生电能的器件100与第二侧壁804和第四侧壁808均具有一定的距离；第一电极102靠近第四侧壁808，第二电极106靠近第二侧壁804。优选地，第一电极102和第二电极106穿过第一侧壁802从第四容器800的内部暴露或延伸出来，便于连接外电路。所述第四容器800的材料不限，可以与第一容器500、第二容器600的材料相同。
所述产生电能的装置40的使用方法为：如图20所示，使第四容器800的第一侧壁802位于下方，而第三侧壁806位于上方，液体300位于第一侧壁802和第一电极102之间，该液体300会从第一电极102向蛋壳膜104和第二电极106渗透，此时产生电能的装置40处于开启状态，能够产生电压。如图21所示，使第四容器800的第三侧壁806位于下方，而第一侧壁802位于上方，液体300会流到第三侧壁806上，并且液体300的表面至第三侧壁806的距离较小，该液体300不会接触更不会淹没所述产生电能的器件100，也即第一电极102和第二电极106均不会接触到液体300，此时产生电能的装置40处于关闭状态，不会产生电压。
请参见图22，本发明第七实施例提供一种产生电能的装置50，该产生电能的装置50与第六实施例提供的产生电能的装置40相似，其区别是：第七实施例中产生电能的装置50进一步包括一隔水膜900，该隔水膜900位于所述产生电能的器件100的第二侧103与所述第三侧壁806之间，并且与所述产生电能的器件100和第三侧壁806接触，使得产生电能的器件100和隔水膜900将第四容器800的空间820分隔成第一空间822和第二空间824，该第一空间822和第二空间824相互独立。第一空间822和第二空间824中的至少一个设置有所述液体300。当第四容器800的第三侧壁806位于下方，而第一侧壁802位于上方时，液体300位于第三侧壁806上面，并且确保第一电极102和第二电极106均不会接触到液体300，也即确保液体300不会接触更不会淹没所述产生电能的器件100。所述隔水膜900的材料不限，只要不会使水渗透通过即可，比如玻璃等。
所述产生电能的装置50的使用方法为：如图22所示，使第四容器800的第二侧壁804位于下方，而第四侧壁808位于上方，位于第一空间822的液体300会从第一电极102向蛋壳膜104和第二电极106渗透，此时产生电能的装置50处于开启状态，能够产生电压。如图23所示，使第四容器800的第三侧壁806位于下方，而第一侧壁802位于上方，液体300会流到第三侧壁806上，并且不会接触第一电极102和第二电极106，此时产生电能的装置50处于关闭状态，不能产生电压。使第四容器800的第四侧壁808位于下方，而第二侧壁804位于上方，位于第二空间824的液体300会从第二电极106向蛋壳膜104和第一电极102渗透，此时产生电能的装置50也处于开启状态，能够产生电压。
图20所示的产生电能的装置40和图21所示的产生电能的装置50具有如下优点：通过不同的放置方式，可以控制所述产生电能的装置40、50产生电压，也可以控制其不产生电压。
请参见图24，本发明第八实施例提供一种手环60，该手环60包括一手环本体62、多个第一实施例中产生电能的器件100、多个灯64、具有正负离子的液体300，以及多根导线。
所述手环本体62具有一中空的管状结构，并且定义有一本体空间620。可以理解，所述手环本体62是环状体，可以使手穿过该环状体，从而佩戴所述手环60。该环状体可以设置成任意形状，比如圆形、三角形、方形、N≧5的多边形、椭圆形等。可以理解，所述手环本体62可以设置为封闭的环形，也可以设置有非封闭的环形。
多个产生电能的器件100间隔位于所述本体空间620内，并且将所述本体空间620分割成多个独立的子本体空间622。多个灯64位于手环本体62的外表面或者嵌在手环本体62管壁内部，并且产生电能的器件100通过导线电连接一个或多个灯64。本实施例中，每一个产生电能的器件100中，第一电极102和第二电极106均从所述本体空间620暴露或延伸出来与灯64电连接。至少一个子本体空间622内设置所述具有正负离子的液体300。但是，所述液体300并未将所述手环本体62完全填满。所述液体300与所述本体空间620的体积比小于1：1，比如，液体300：本体空间620(体积比)＝1：2，液体300：本体空间620(体积比)＝1：3，或者液体300：本体空间620(体积比)＝1：4等。本实施例中，所述具有正负离子的液体300是自来水。
每个产生电能的器件100具有相对的第一表面107和第二表面109，其中，第一表面107是该产生电能的器件100中第一电极102远离蛋壳膜104的表面，第二表面109是该产生电能的器件100中第二电极106远离蛋壳膜104的表面。所述环状体(手环本体62)的切线A与所述第一表面107和第二表面109形成一夹角θ，该夹角θ大于0度且小于等于90度，优选地，该夹角大于60度且小于等于90度。本实施例中，所述夹角θ为90度。第一实施例中产生电能的器件100的数量不限，例如，可以为2-6个。
所述手环本体62的材料不限，比如聚合物、皮、玻璃等。本实施例中，所述手环本体62的材料为橡胶。所述灯64为任何发光元件，比如LED灯等。
手环60在运动(比如人们佩戴该手环60运动或活动时)过程中，位于子本体空间622中的液体300会接触所述第一电极102或第二电极106，并从蛋壳膜104渗透，从而产生电压，该电压会使相应的灯64亮。因此，所述手环60上的灯64会自动发亮。手环60在运动过程中，液体300可能会不接触所述第一电极102和第二电极106，此时，没有电压产生，灯64也不会亮。因此，手环60在运动时，灯64会时亮时灭。一方面，佩戴手环60的人们在夜间行走时，可以被其他人或车发现，从而避免危险事故的发生；另一方面，手环60闪闪发光，也装饰了手环60。
可以理解，所述手环60不限于手上佩戴的环，可以为人体或物体任意位置的佩戴环或装饰环。
进一步，所述手环60中产生电能的器件100也可以替换为第二实施例中产生电能的器件200，此时灯64也可以连接在第三电极108和第二电极106之间。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种装饰环，包括一环状本体，该环状本体为中空结构且具有一环状本体空间，其特征在于，所述装饰环进一步包括：
多个产生电能的器件，该多个产生电能的器件间隔设置在所述本体空间内，所述多个产生电能的器件将所述本体空间分割成多个独立的子本体空间；每一产生电能的器件包括一第一多孔电极、一蛋壳膜和一第二多孔电极，所述第一多孔电极、所述蛋壳膜和所述第二多孔电极依次层叠设置；
一发光元件，该发光元件位于所述环状本体，并且该发光元件与所述第一多孔电极和所述第二多孔电极电连接；以及
一具有正负离子的液体，该液体设置在所述本体空间内，且未将所述本体空间填满。
2.如权利要求1所述的装饰环，其特征在于，所述液体与所述本体空间的体积比为1：2。
3.如权利要求1所述的装饰环，其特征在于，所述环状本体是一圆环形管状结构。
4.如权利要求3所述的装饰环，其特征在于，所述发光元件嵌在所述圆环形管状结构的管壁内。
5.如权利要求1所述的装饰环，其特征在于，所述第一多孔电极和所述第二多孔电极为碳纳米管膜、金属网或者多孔的金属片。
6.如权利要求1所述的装饰环，其特征在于，所述第一多孔电极和所述第二多孔电极由多孔性的导电材料形成。
7.如权利要求6所述的装饰环，其特征在于，所述第一多孔电极和所述第二多孔电极为一碳纳米管复合结构，该碳纳米管复合结构包括一碳纳米管网状结构及一聚苯胺层，所述碳纳米管网状结构由多个碳纳米管相互连接形成，所述聚苯胺层包覆在所述多个碳纳米管的表面。
8.如权利要求1所述的装饰环，其特征在于，所述蛋壳膜为鸡蛋的蛋壳膜、鸭蛋的蛋壳膜、鹅蛋的蛋壳膜、或者鹌鹑蛋的蛋壳膜。
9.如权利要求1所述的装饰环，其特征在于，所述液体为自来水。
10.如权利要求1所述的装饰环，其特征在于，所述产生电能的器件进一步包括一第三多孔电极，该第三多孔电极位于所述第一多孔电极远离所述蛋壳膜的一侧，并且所述第三多孔电极和所述第一多孔电极之间设置另一蛋壳膜。
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