CN204190653U - 一种基于挥发性液体的发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于挥发性液体的发电装置，其包括发电组件和装有挥发性液体的容器，其中发电组件包括电绝缘的载片、设置在该载片表面上互不相交的第一电极和第二电极，以及整体沉积在两个电极之间，并与两个电极形成导电通路的碳材料层；碳材料层的一端始终浸入所述挥发性液体，另一端则暴露在所述挥发性液体表面之外的环境中。通过本实用新型，能够有效利用挥发性液体和碳材料的相互作用来实现持续的较高电压电能输出，尤其适用于无光照和无需外界机械运动的特定应用场合。
Description
技术领域
本实用新型属于新能源发电设备领域，更具体地，涉及一种基于挥发性液体的发电装置。
背景技术
近年来，随着化石燃料的持续减少以及环境问题的逐渐加剧，绿色能源器件的研究和应用得到了蓬勃的发展，包括太阳能电池、风力发电机、热电转换器件、新型机电换能器件等。然而，进一步的研究表明，上述新能源发电设备的应用场合仍然受到一些限制，例如太阳能电池在无光照时无法工作；新型机电换能器件需要外界机械运动来进行工作。因此，如何在无光照以及无外界机械运动的环境中产生电能正成为能源领域值得关注的重要技术问题。
实用新型内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种基于挥发性液体的发电装置，其中通过对其关键组件如碳材料层、挥发性液体和电极设置方式进行研究，相应能够有效利用挥发性液体与碳材料的相互作用来实现持续的较高电压电能输出，尤其适用于无光照和无需外界机械运动的特定应用场合。
为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种基于挥发性液体的发电装置，该发电装置包括发电组件和装有挥发性液体的容器，其特征在于：
所述发电组件包括电绝缘的载片、设置在该载片表面上互不相交的第一电极和第二电极，以及同样设置在该载体表面上的碳材料层，该碳材料层整体搭接在所述第一电极与第二电极之间，并与这两个电极形成导电通路；所述发电组件被放置在所述容器中，并使得所述碳材料层的一端始终浸入所述挥发性液体，另一端则暴露在所述挥发性液体表面之外的环境中。
通过以上构思，在使用时，由于液体的表面张力和自身气化，挥发性液体会不断沿着碳材料层从浸入端向另外一端移动，利用两端不同区域内液体气化脱离时与碳材料之间相互作用的差异，使第一电极与第二电极之间形成电势差。
作为进一步优选地，上述发电装置还包括温度调节单元、湿度调节单元、风速调节单元和气压调节单元，其中温度调节单元用于提高挥发性液体所处的环境温度，湿度调节单元用于降低挥发性液体所处的环境湿度，风速调节单元用于提高所述挥发性液体表面的气体流动速率，气压调节单元用于降低所述挥发性液体所处的环境气压，以此方式，共同作用以便提高发电装置的输出电能。
作为进一步优选地，将碳材料沉积在载片上，使碳材料相互连接形成碳材料层，并且整个碳材料层搭接在两个电极之间，并与之形成导电通路。
作为进一步优选地，所述电极密封隔离挥发性溶液。
总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1、通过对其关键组件如碳材料层、挥发性液体和两个电极的设置方式进行研究，测试表明，在使用过程中，由于液体的表面张力和自身气化，挥发性液体会不断沿着碳材料层从浸入端向另外一端移动，利用两端不同区域内液体气化脱离时与碳材料之间相互作用的差异，使第一电极与第二电极之间形成电势差。
2、按照本实用新型的发电装置整体结构紧凑、易于制备、电能输出持续稳定，而且整个制备过程也十分方便，成本低廉，并有利于大批量的加工制造，因而尤其适用于无光照和无需外界机械运动的特定应用场合。
附图说明
图1是按照本发明优选实施例的装置结构示意图；
图2是按照图1中所示结构设计的长宽分别为2.5厘米和1厘米的装置进行实际测试所获得的电压-时间信号图；
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
11-载片 12-电极 13-碳材料层 14-挥发性液体
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是按照本发明优选实施例的装置结构示意图。如图1所示，该发电装置主要包括发电组件和装有挥发性液体14的容器，其中发电组件包括载片11(譬如玻璃、石英以及以陶瓷为代表的电绝缘材料中的一种)、沉积在其上面的两个电极12和碳材料层13，其中碳材料层13是由碳材料相互连接组成，其中该碳材料譬如可选自碳黑、碳纳米管、碳颗粒或者石墨烯中的一种或多种，并沉积在载片上相互连接而形成碳材料层，整个碳材料层搭接在所述第一电极与第二电极之间，并与这两个电极形成导电通路。挥发性液体14盛装在容器中，譬如为玻璃器皿、塑料器皿，或者可以直接在河流或湖泊附近应用；挥发性液体14可以是任何适当的具备挥发性的溶液，只要其能够挥发并且可与碳材料亲润即可，作为优选地，在本发明中采用了纯水、盐的水溶液以及有机溶剂等，这些液体经测试表明均能起到良好的发电效应。
上述发电组件放置在盛装有挥发性液体14的容器中，将碳材料层13一端始终浸入挥发性液体14，另一端则暴露在所述挥发性液体表面之外的环境中，由此形成一种可以自动从挥发性液体中获取能量的装置。在使用时，由于液体的表面张力和自身气化，挥发性液体会不断沿着碳材料层从浸入端向另外一端移动，利用两端不同区域内液体气化脱离时与碳材料之间相互作用的差异，使第一电极与第二电极之间形成电势差。
下面将具体描述按照本实用新型的用于制造上述发电装置的工艺流程，该方法主要包括下列步骤：
(a)发电组件的制备步骤：
将选自电绝缘材料的载片制成合适的形状，将其表面清洁干净，然后采用导电材料在其表面制成两个互不相交的电极；
(b)碳材料层的制备步骤：
将碳材料沉积在载片上，使碳材料相互连接形成碳材料层，并且整个碳材料层搭接在两个电极之间，并与之形成导电通路；
(c)组装步骤：
将发电组件放置在盛有挥发性液体的容器中，并确保所选碳材料层一端始终浸入挥发性液体，另一端则暴露在所述挥发性液体之外的环境中，由此完成整个发电装置的制备过程。。
下面将对以上所获得的基于挥发性液体的发电装置进行实际测试。如图2中所示，即便在无光照和无任何外界机械驱动的情况下，按照本发明设计的长宽分别为2.5厘米和1厘米的装置所输出的电压仍然可以在短时间内即达到1伏特，并能长时间保持，从而证明了按照本发明的实际价值和潜在的运用前景。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种基于挥发性液体的发电装置，该发电装置包括发电组件和装有挥发性液体的容器，其特征在于：
所述发电组件包括电绝缘的载片、设置在该载片表面上互不相交的第一电极和第二电极，以及同样设置在该载体表面上的碳材料层，该碳材料层整体搭接在所述第一电极与第二电极之间，并与这两个电极形成导电通路；所述发电组件被放置在所述容器中，并使得所述碳材料层的一端始终浸入所述挥发性液体，另一端则暴露在所述挥发性液体表面之外的环境中。
2.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，上述发电装置还包括温度调节单元、湿度调节单元、风速调节单元和气压调节单元，其中温度调节单元用于提高挥发性液体所处的环境温度，湿度调节单元用于降低挥发性液体所处的环境湿度，风速调节单元用于提高所述挥发性液体表面的气体流动速率，气压调节单元用于降低所述挥发性液体所处的环境气压，以此方式，共同作用以便提高发电装置的输出电能。
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