CN112104255A - 一种用于捕获水滴能和风能的摩擦纳米发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于捕获水滴能和风能的摩擦纳米发电机，包括机架，机架上设有若干个水滴摩擦发电机，所述水滴摩擦发电机上下倾斜设置，上层的水滴摩擦发电机设置在下层的水滴摩擦发电机的后方，相邻的两个水滴摩擦发电机之间设有风能摩擦发电机。本发明可直接放置在外界环境中收集水滴能和风能，是一种立体收集方式，方便移动；水滴摩擦发电机创新性的使用两电极模式，整体结构制作简单；通过转动支撑角度调节架，可以调节水滴摩擦发电机和风能摩擦发电机的受雨和受风面积，适应于不同的环境，最大程度地利用水滴能和风能。

Description

一种用于捕获水滴能和风能的摩擦纳米发电机

技术领域

本发明属于微纳能源发电技术领域，具体涉及一种用于捕获水滴能和风能的摩擦纳米发电机。

背景技术

水覆盖了地球70%的面积，水不仅支持着生命的发展，还含有巨大的能量。在广阔的陆地上，风无处不在，在资源越来越紧张的当下，越来越多的借助于水资源和风资源产生电能的设备应运而生。近年来，随着纳米技术和纳米材料的发展，研究人员提出了一种利用摩擦纳米发电机收集水能和风能的新策略。

现有的水滴摩擦纳米发电机一般是固液接触的单电极模式纳米发电机，依靠固液或者气液界面上的水流产成摩擦电输出，且器件容易受水汽作用导致漏电；或者将水滴收集起来利用水滴的动能推动器件工作转换为机械能后带动摩擦层的运动，从而产生电能；又或者利用水滴能的重力作用锤击在弹性摩擦层上使摩擦材料做接触分离运动，而大多数是将水滴能转化为机械能或者将风能转换成器件的机械能后，使器件内部不同介质间摩擦发电而转换成电能。中国专利（申请号：CN2018112407021，授权公告日：20200512）中公开了一种同时收集风能和水能的复合能源系统的制备方法，该专利采用一个不倒翁结构，上部的圆锥结构利用与水面或者波浪相摩擦的单电极滑动式摩擦纳米发电机实现波浪能与电能的转化，下部分同样利用单电极滑动式结构，利用风力推动不倒翁结构，使其中的球运动，在底板上滑动发电。中国专利（申请号：CN2019110188255，公开日：20191220）中公开了一种风能雨滴能复合式能量收集装置，该专利的风力发电机构将风能转换为机械能后利用滑动摩擦发电，雨滴能发电机构在雨滴的重力冲击下产生振动借助于压电效应发电。

发明内容

现有的发电机大多都是将风能或水滴能转化为机械能进而生成电能，这种发电机结构复杂且成本较高，针对以上问题，本发明提出了一种用于捕获水滴能和风能的摩擦纳米发电机。

为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于捕获水滴能和风能的摩擦纳米发电机，包括机架，机架上设有若干个水滴摩擦发电机，所述水滴摩擦发电机上下、倾斜设置，上层的水滴摩擦发电机设置在下层的水滴摩擦发电机的后方，相邻的两个水滴摩擦发电机之间设有风能摩擦发电机。

所述水滴摩擦发电机包括第一上电极层和第一下电极层，且第一上电极层和第一下电极层之间电连接；所述第一上电极层和第一下电极层之间设有负电性隔离层，且负电性隔离层与机架连接。

所述第一上电极层为矩形电极层，且矩形电极层设置在负电性隔离层的下部。

所述风能摩擦发电机包括固定架，固定架与机架相连接，且固定架内设有对应设置的第二上电极层和第二下电极层，且第二上电极层和第二下电极层电连接；所述第二上电极层和第二下电极层之间设有负电性摩擦层。

所述负电性隔离层和负电性摩擦层是由PTFE或者PDMS所制成的材料层。

当水滴落到水滴摩擦发电机的负电性隔离层上时，水滴与负电性隔离层产生持续摩擦，水滴表面带有正电荷，负电性隔离层表面的负电荷达到饱和且稳定存在，同时第一下电极层感应出一定的正电荷；当水滴和第一上电极层接触时，水滴表面的负电荷流动到第一下电极层中；当水滴流过第一上电极层时，水滴下表面所感应的电荷量变小，第一下电极层中的负电荷流回到水滴表面，负电性隔离层和第一下电极层重新达到电荷平衡。

当负电性摩擦层与第二上电极层或第二下电极层不断摩擦接触时，负电性摩擦层表面的负电荷趋于饱和，当负电性摩擦层和第二下电极层接触时，第二下电极层感应出正电荷，在静电场的驱动下，第二下电极层中的负电荷转移到第二上电极层中；当负电性摩擦层远离第二下电极层时，第二上电极层中的负电荷转移到第二下电极层，直至负电性摩擦层和第二上电极层接触，第二上电极层上感应出正电荷；当负电性摩擦层远离第二上电极层时，第二下电极层中的负电荷再一次往第二上电极层转移。

所述机架包括承载架、底座和支撑角度调节架，承载架的上部和支撑角度调节架转动连接，承载架的下部和支撑角度调节架转动连接；所述支撑角度调节架设置在承载架的后部，且支撑角度调节架与底座可拆卸连接；所述承载架上设有若干个放置槽，水滴摩擦发电机分别倾斜设置在放置槽的下部，放置槽的上部设有风能摩擦发电机。

所述支撑角度调节架为支撑杆，支撑杆对称套设在承载架的左右两侧。

本发明的有益效果：

本发明可直接放置在外界环境中收集水滴能和风能，是一种立体收集方式，方便移动；水滴摩擦发电机创新性的使用两电极模式，第一上电极层的存在能有效地使水滴表面的电荷和PTFE下表面所感应的电荷之间迅速转移，且整体结构制作简单；通过转动支撑角度调节架，可以调节水滴摩擦发电机和风能摩擦发电机的受雨和受风面积，适应于不同的环境，最大程度地利用水滴能和风能；风能摩擦发电机设置在两个水滴摩擦发电机之间，有效的利用了空间结构，发电机的制作还可以根据具体的需求设计风能摩擦发电机和水滴摩擦发电机的数量，适应不同的客户需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为水滴摩擦发电机的电荷转移示意图。

图3为风能摩擦发电机的电荷转移示意图。

图4为单电极式摩擦纳米发电机和水滴摩擦发电机的输出性能对比图，其中，图4a为开路电压，图4b为短路电流。

图5为水滴摩擦发电机工作时的短路电流和转移电荷示意图，其中，（a）为短路电流，（b）为（a）的局部放大图，（c）为转移电荷量，（d）为（c）的局部放大图。

图6为水滴摩擦发电机在不同频率下的输出性能对比图，其中，（a）为开路电压，（b）为短路电流，（c）为平均开路电压，（d）为平均短路电流。

图7为风能摩擦发电机的功率阻抗匹配图，其中，（a）为不同阻抗下的开路电压和短路电流，（b）为不同阻抗下的峰值功率。

图8为风能摩擦发电机采用不同摩擦材料的电信号测试图，其中，（a）为开路电压，（b）为短路电流。

图9为风能摩擦发电机不同风速下的电信号测试图，其中，（a）为开路电压，（b）为短路电流和震动频率。

图中，1为机架，1-1为承载架，1-2为支撑角度调节架，1-3为底座，2为水滴摩擦发电机，2-1为第一上电极层，2-2为负电性隔离层，2-3为第一下电极层，2-4为固定板，3为风能摩擦发电机，3-1为固定架，3-2为第二上电极层，3-3为负电性摩擦层，3-4为第二上电极层。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种用于捕获水滴能和风能的摩擦纳米发电机，如图1所示，包括机架1，机架1上设有若干个水滴摩擦发电机2，当水滴落下时，水滴摩擦发电机可以将水滴能转化为电能；所述水滴摩擦发电机2上下、倾斜设置，上层的水滴摩擦发电机2设置在下层的水滴摩擦发电机2的后方，便于水滴的流动，更好地利用水滴能；相邻的两个水滴摩擦发电机2之间设有风能摩擦发电机3，风能摩擦发电机与水滴摩擦发电机可以同时工作，互不干扰；相邻的两个水滴摩擦发电机平行设置，最大限度的利用水滴能。

所述机架1包括承载架1-1、底座1-3和支撑角度调节架1-2，承载架1-1的上部和下部分别固定设有定位轴，支撑角度调节架1-2的一端套设在上部的定位轴上，支撑角度调节架1-2的另一端与底座1-3可拆卸连接，底座1-3套设在下部的定位轴上，且支撑角度调节架1-2设置在承载架1-1的后部；转动支撑角度调节架可以调节承载架的斜度，通过调节承载架的斜度可以调节水滴摩擦发电机与地面之间的角度，进而调节水滴摩擦发电机的受雨面积和受雨方向，便于不同环境下使用。所述承载架上设有若干个放置槽，水滴摩擦发电机2分别倾斜设置在放置槽的下部，放置槽的上部设有风能摩擦发电机3，一个放置槽内设有一个水滴摩擦发电机和一个风能摩擦发电机，风能摩擦发电机设置在相邻的上下两个水滴摩擦发电机的间隙内，最大程度地利用了空间。另外，放置槽的开设方式可以有多种形式，每一行或者每一列的数目都可以根据具体情况设置。

所述支撑角度调节架1-2包括两个支撑杆，两个支撑杆对称套设在定位轴的两端，且支撑杆与底座可拆卸连接；将支撑杆与底座拆开，转动支撑杆，支撑杆绕定位轴转动，可以调节承载架1-1与地面之间的夹角，进而调节风能摩擦发电机收集风向的角度和风量，通过转动支撑杆，还可以对风能摩擦发电机起到一定的遮蔽和防水汽入侵作用。

如图2中（a）所示，所述水滴摩擦发电机2包括第一上电极层2-1和第一下电极层2-3，且第一上电极层2-1和第一下电极层2-3之间电连接，便于电荷的转移；所述第一上电极层2-1和第一下电极层2-3之间设有负电性隔离层2-2，为了向第一上电极层2-1、第一下电极层2-3和负电性隔离层2-2提供支撑，第一下电极层的下部设有固定板2-4，且固定板2-4与承载架固定连接。水滴摩擦发电机创新采用了两极工作模式，负电性隔离层2-2采用高电负性的PTFE，由于PTFE 具有良好的疏水性，当水滴落到负电性隔离层的表面上能够迅速的反弹落下，提高了水滴能的转化效率。所述第一下电极层采用整块铝箔或者铜箔制成，将其贴在PTFE的下表面可以作为电荷感应层。所述第一上电极层为矩形电极层，且矩形电极层设置在负电性隔离层2-2的下部，第一上电极层采用铂金制成，其可以直接黏贴在PTFE的上表面，也可以通过支架悬空在PTFE表面，第一上电极层与PTFE之间的间隙可以设置为0.1mm。

当水滴落到水滴摩擦发电机的PTFE上时，水滴表面带有正电荷，由于PTFE和水滴的持续摩擦，如图2中（b）所示，PTFE表面的负电荷达到饱和且稳定存在，第一下电极层同时感应出一定的正电荷，同时水滴由于重力撞击在PTFE的表面并迅速扩散，增大了水滴的有效接触面积；如图2 中（c）所示，当水滴和PTFE上的第一上电极层接触时，由于水滴和PTFE的摩擦，水滴带了大量的正电荷，水滴接触第一上电极层时，由于水滴和PTFE接触的表面的电荷与PTFE的下表面感应电荷之间有电势差，水滴上表面聚集的大量的负电荷流动到第一下电极层以平衡其电势；如图2中（d）所示，当水滴流过第一上电极层表面时，由于水滴的表面张力，水滴的表面积迅速减小，水滴所感应的电荷量变小，第一下电极层中的负电荷流回到水滴表面，第一上电极层和第一下电极层重新达到电荷平衡，这种设计相比以往的单电极式摩擦纳米发电机，电荷的转移量极大增加，有效的提高了水滴能的利用效率。

所述风能摩擦发电机3包括固定架3-1，固定架3-1与机架1固定连接，且固定架3-1内固定设有相对设置的第二上电极层3-2和第二下电极层3-4，且第二上电极层3-2和第二下电极层3-4电连接；所述第二上电极层3-2和第二下电极层3-4之间设有负电性摩擦层3-3，负电性摩擦层的两端与固定架的两侧对应连接，以固定负电性摩擦层；所述负电性摩擦层采用柔性的摩擦电性偏向负电荷的PTFE，PTFE材质比较轻盈，即使在较低的风速条件下也能正常工作。在风的作用下PTFE上下震动，进而使其上表面和下表面不断地与第二上电极层和第二下电极层对应接触或分离，通过来回摩擦可以产生电能。

如图3中（a）所示，风能摩擦发电机的PTFE和第二上电极层或第二下电极层不断发生摩擦，其表面的负电荷趋于饱和且能保持较长时间，当PTFE和第二下电极层接触时，第二下电极层感应出正电荷，在静电场的驱动下，第二下电极层中的负电荷转移到第二上电极层，第二下电极层中剩余的正电荷与PTFE表面的负电荷平衡，因此产生了一个正向的最大电流；如图3中（b）所示，当PTFE远离第二下电极层时，静电场的改变使表面电荷重新分布，第二上电极层中的负电荷转移到第二下电极层，如图3 中（c）所示，直到PTFE和第二上电极层接触时，第二上电极层感应出大量的正电荷，此时电荷的转移量达到最大，产生了一个反向的最大的电流，如图3 中（d）所示，PTFE开始远离第二上电极层时， PTFE向第二下电极层运动，第二上电极层中的负电荷再一次往第二上电极层转移，此为一个完整的PTFE运动循环，整个过程中只有负电性摩擦层在运动，可以适用于不同风速，应用范围广。

另外，所述负电性隔离层2-2和负电性摩擦层3-3也还可以采用PDMS制成的材料层，PDMS和PTFE均具有良好的疏水性，将机架放置在屋顶上，在发电的同时可以兼做防水。

为了验证本发明，以下对本发明和传统的单电极式摩擦纳米发电机进行电学性能测试并比较：

单电极式摩擦纳米发电机和本发明的水滴摩擦发电机开路电压和短路电流如图4中（a）和（b）所示，单电极式摩擦纳米发电机的开路电压达到了0.5 V，短路电流达到了0.4 μA，而本发明的水滴摩擦发电机的开路电压达到了95 V，短路电流达到了25 μA，相比较单电极式摩擦纳米发电机，本发明的开路电压和短路电流分别是单电极开路电压和短路电流的190倍和62倍。

为了更好的了解水滴摩擦发电机的输出特性，如图5所示，从其中的（a）和（c）可以看出输出电流整体比较稳定。PTFE和水滴界面形成了一个较大的电容，在水滴接触第一上电极层的一瞬间电荷转移，当水滴通过第一上电极层时产生了反向电流，电流值在0 刻度线以下，反向电流的存在说明了测试结果排除了测量仪器自身电荷的干扰。图5中的（b）为图5（a）的局部放大图，从图5中的（b）可以看出，正向电流较大、反向电流较小，且反向电流的持续时间较长，根据一个水滴所产生的电流时间可以计算出水滴通过第一上电极层的时间约为30 ms，说明了电流的真实性。图5 中的（d）为图5中（c）的局部放大图，转移电荷的变动范围也同样说明了电荷的转移时间约为30 ms。

由于水滴的运动状态对水滴摩擦发电机的输出是非常重要的，由于水滴在各平面边沿的作用力是一致的，当水滴落到PTFE表面后，水滴在张力的作用下向外扩散，这增加了水滴与PTFE的接触面积。当水滴刚接触PTFE表面时，水滴在张力作用下为圆形，而后逐渐扩散，当水滴面积达到最大值后逐渐接触第一上电极层，当水滴经过第一上电极层后再离开第一上电极层，确保了水滴基本以最大面积经过第一上电极层，有效的增大了电能输出。

下雨时的水滴流速的快慢也即水滴下落的频率也是影响水滴摩擦发电机输出的重要因素，如图6所示，为不同频率下水滴摩擦发电机的开路电压和短路电流，从图6中的（a）和（b）中可以看到随着频率的增加，水滴摩擦发电机的开路电压和短路电流仅有微量的变化。从图6中的（c）和（d）中可以得出，平均开路电压和平均短路电流为95 V 和25 μA 左右，也即随着频率的增加，开路电压和短路电流是稳定的，这也意味着在不同的滴速下水滴摩擦发电机都能有效地工作，从而拓宽了应用范围。

在水滴摩擦发电机的两个电机之间接入电阻，通过测量电阻上的电流，可以计算水滴摩擦发电机的功率。测量水滴摩擦发电机在不同阻抗条件下的电流和电压曲线，依据如下功率计算公式，可以得出峰值功率：

P=I²R；

如图7中的（a）可以看出，随着电阻值的增加开路电压不断增加，短路电流不断减小，这是因为水滴摩擦发电机的内阻比较大，所以有比较大的匹配阻抗，从图7中的（b）可以算出其峰值功率在1.2 mW，此时的匹配的电阻值为3.6 MΩ。而单电极式摩擦纳米发电机的阻抗匹配一般在100MΩ左右，相对于水滴摩擦发电机的阻抗匹配大很多，由于发电机的输出由内部阻抗和外部负载的阻抗匹配程度决定，因此降低发电机的内部阻抗可以有效提高输出能量。

在研究负电性摩擦层的选用材料时，考虑了生活中常见的三种摩擦材料作为对比测试，分别是聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET膜)、聚酰亚胺膜 (Kapton)和PTFE。为此在15 m/s的风速下测量了它们的开路电压和短路电流，如图8中的（a）和（b）所示，PTFE的输出最大，其开路电压和短路电流达到了57.6 V 和 9.4 μA；Kapton的输出电压次之，其开路电压和短路电流达到了22.5V和4.5μA；PET膜的输出最小，其开路电压和短路电流仅为12.6 V 和0.5 μA，这三种摩擦材料的电负性排列也和摩擦电序列的测定结果是一致。

如图9所示，研究了风速从3 m/s到15 m/s时间隔为3 m/s的不同风速下风能摩擦发电机的开路电压和短路电流，随着风速的增加，其负电性摩擦层摆动的频率也在不断增加，从图9中的（a）可以看出随着风速的增加，开路电压从49 V缓慢增加到57.6 V，这是由于随着风速的增加，负电性摩擦层受到风施加的力越来越大，其与上下两个电极的接触面积慢慢变大，因此开路电压有了些许的提高。如图9中的（b）观察到不同风速下的短路电流则是随着风速增大，电流不断增加，从3 m/s时的1.5 μA增加到15 m/s时的9.4 μA。风速的提高导致负电性摩擦层的振动频率更高，也就是说工作频率增加，接触力也增加，从而提高了电荷转移速率和短路电流。

如下针对水滴摩擦发电机的制作方法进行简述：

首先将0.03 mm厚的PTFE薄膜裁剪成4*10 cm大小，用材料为铂金、金、银或铜等导电金属制做一个大小为3*9cm的电极作为第一下电极层，利用热蒸镀法将第一下电极层镀在PTFE薄膜背面的中部，将黏贴好第一下电极层的PTFE薄膜放入真空箱中抽出两者之间存在的气泡，第一下电极层用铜线引出作为一个电极；然后将设有第一下电极层的PTFE薄膜的一面用双面胶黏贴在亚克力板或者其他支撑材料上，第一下电极层的四周用防水胶带进行密封，避免水汽入侵腐蚀电极层；然后在PTFE薄膜上距离其底边约1 cm的位置处悬空贴上宽约1-5 mm、长为9 cm的第一上电极层，第一上电极层采用铂金、铜箔或者铜网等材料制作而成，第一下电极层同样用铜线引出作为另一个电极。用同样的制作方式制作出另外几个水滴摩擦发电机，水滴摩擦发电机分别固定在放置槽内，数个水滴摩擦发电机依次倾斜排列成瓦片堆叠状。

风能摩擦发电机发电机采用如下方法制作：

用激光切割机切割两个10 mm*100 mm的亚克力片，在两个亚克力片上分别粘贴一层铜箔作为第二上电极层和第二下电极层，两个亚克力片之间用两块同等大小的亚克力板支撑，第二上电极层和第二下电极层相对设置，且第二上电极层和第二下电极层之间的间隙约为2 mm；间隙的中部固定一层PTFE膜作为负电性摩擦层，厚度约为0.03 mm，且成拱形设置，有风时负电性摩擦层在风力吹动下上下摆动，进而与第二上电极层和第二下电极层不断发生摩擦。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于捕获水滴能和风能的摩擦纳米发电机，包括机架（1），机架（1）上设有若干个水滴摩擦发电机（2），其特征在于，所述水滴摩擦发电机（2）上下、倾斜设置，上层的水滴摩擦发电机（2）设置在下层的水滴摩擦发电机（2）的后方，相邻的两个水滴摩擦发电机（2）之间设有风能摩擦发电机（3）。

2.根据权利要求1所述的用于捕获水滴能和风能的摩擦纳米发电机，其特征在于，所述水滴摩擦发电机（2）包括第一上电极层（2-1）和第一下电极层（2-3），且第一上电极层（2-1）和第一下电极层（2-3）之间电连接；所述第一上电极层（2-1）和第一下电极层（2-3）之间设有负电性隔离层（2-2），且负电性隔离层（2-2）与机架（1）连接。

3.根据权利要求2所述的用于捕获水滴能和风能的摩擦纳米发电机，其特征在于，所述第一上电极层（2-1）为矩形电极层，且矩形电极层设置在负电性隔离层（2-2）的下部。

4.根据权利要求2或3所述的用于捕获水滴能和风能的摩擦纳米发电机，其特征在于，所述风能摩擦发电机（3）包括固定架（3-1），固定架（3-1）与机架（1）相连接，且固定架（3-1）内设有对应设置的第二上电极层（3-2）和第二下电极层（3-4），且第二上电极层（3-2）和第二下电极层（3-4）电连接；所述第二上电极层（3-2）和第二下电极层（3-4）之间设有负电性摩擦层（3-3）。

5.根据权利要求4所述的用于捕获水滴能和风能的摩擦纳米发电机，其特征在于，所述负电性隔离层（2-2）和负电性摩擦层（3-3）是由PTFE或者PDMS所制成的材料层。

6.根据权利要求5所述的用于捕获水滴能和风能的摩擦纳米发电机，其特征在于，当水滴落到水滴摩擦发电机的负电性隔离层（2-2）上时，水滴与负电性隔离层（2-2）产生持续摩擦，水滴表面带有正电荷，负电性隔离层（2-2）表面的负电荷达到饱和且稳定存在，同时第一下电极层（2-3）感应出一定的正电荷；当水滴和第一上电极层（2-1）接触时，水滴表面的负电荷流动到第一下电极层（2-3）中；当水滴流过第一上电极层（2-1）时，水滴下表面所感应的电荷量变小，第一下电极层（2-3）中的负电荷流回到水滴表面，负电性隔离层（2-2）和第一下电极层（2-3）重新达到电荷平衡。

7.根据权利要求5或6所述的用于捕获水滴能和风能的摩擦纳米发电机，其特征在于，当负电性摩擦层（3-3）与第二上电极层（3-2）或第二下电极层（3-4）不断摩擦接触时，负电性摩擦层（3-3）表面的负电荷趋于饱和，当负电性摩擦层（3-3）和第二下电极层（3-4）接触时，第二下电极层（3-4）感应出正电荷，在静电场的驱动下，第二下电极层（3-4）中的负电荷转移到第二上电极层（3-2）中；当负电性摩擦层（3-3）远离第二下电极层（3-4）时，第二上电极层（3-2）中的负电荷转移到第二下电极层（3-4），直至负电性摩擦层（3-3）和第二上电极层（3-2）接触，第二上电极层（3-2）上感应出正电荷；当负电性摩擦层（3-3）远离第二上电极层（3-2）时，第二下电极层（3-4）中的负电荷再一次往第二上电极层（3-2）转移。

8.根据权利要求1所述的用于捕获水滴能和风能的摩擦纳米发电机，其特征在于，所述机架（1）包括承载架（1-1）、底座（1-3）和支撑角度调节架（1-2），承载架（1-1）的上部与支撑角度调节架（1-2），承载架（1-1）的下部与底座（1-3）转动连接；所述支撑角度调节架（1-2）设置在承载架（1-1）的后部，且支撑角度调节架（1-2）与底座（1-3）可拆卸连接；所述承载架上设有若干个放置槽，水滴摩擦发电机（2）分别倾斜设置在放置槽的下部，放置槽的上部设有风能摩擦发电机（3）。

9.根据权利要求8所述的用于捕获水滴能和风能的摩擦纳米发电机，其特征在于，所述支撑角度调节架（1-2）为支撑杆，支撑杆对称套设在承载架（1-1）的左右两侧。

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