KR101743240B1 - 풍력을 이용한 접촉 대전 발전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 풍력을 이용한 접촉 대전 발전 장치에 관한 것이다. 개시된 접촉 대전 발전 장치는 다수의 제 1 도전부가 상호 이격된 상태로 무한루프를 형성하는 제 1 전극과, 다수의 제 2 도전부가 상호 이격된 상태로 상기 무한루프를 형성하며, 제 1 도전부와 제 2 도전부가 상호 이격된 상태로 무한루프 상에서 교번하도록 배치된 제 2 전극과, 외력에 의한 이동시에 무한루프 상에서 제 1 도전부와 제 2 도전부에 교번으로 접촉되면서 정전기적 전하를 발생하는 절연체를 포함한다. 이러한 본 발명에 의한 접촉 대전 발전 장치는 약한 세기의 바람으로도 전력을 생산할 수 있는 높은 전력 효율을 가지며, 소형으로 제작할 수 있어서 높은 휴대성을 제공하는 이점이 있다.

Description

풍력을 이용한 접촉 대전 발전 장치{TRIBOELECTRIC NANOGENERATOR BY USING WIND POWER}
본 발명은 풍력을 이용한 접촉 대전 발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍력에 의해 절연체가 복수의 전극 간을 이동하면서 마찰전기를 생성하는 접촉 대전 발전 장치에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 접촉 대전 발전은 서로 다른 두 물질이 접촉할 때 발생하는 정전기적 전하 발생에 기반을 두어, 접촉 대전 현상과 정전기 유도 현상을 이용하여 전력을 생산한다. 발전기에 가해지는 역학적 움직임에 의해 서로 다른 두 물질이 접촉할 경우 한쪽은 양, 다른 한쪽은 음으로 대전되는데, 이렇게 유도되는 정전기적 전하에 의해 각각의 물질에 연결된 전극 사이에 전위 차이가 생기고, 이러한 전위차가 전극 간 전자의 흐름을 만들어 전류가 흐르게 되며 접촉과 분리를 반복할 시 이와 같은 전기적 유도 현상에 의해 반복적인 전기적 신호를 얻을 수 있다.
최근 친환경 발전 방식에 대한 관심이 높아짐과 아울러 이에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있으며, 그 예로는 태양광 발전과 조력 발전 등이 있다. 이러한 태양광 발전이나 조력 발전은 소형으로 제작하기에는 한계가 있다.
반면에, 접촉 대전 발전은 정전기적 전하 발생에 기반을 두고 있기 때문에 소형의 발전 장치 제작이 용이하다고 할 수 있다.
그러나, 종래 기술에 의하면 전력의 생산 효율이 낮아 실용화에 있어서 한계가 있는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 10-1995-0027516, 공개일자 1995년 10월 18일.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안한 것으로서, 자연에 의해 발생하는 역학적 에너지인 풍력에 의해 절연체가 복수의 전극 간을 이동하면서 마찰전기를 생성하는 접촉 대전 발전 장치를 제공한다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 관점으로서 접촉 대전 발전 장치는, 다수의 제 1 도전부가 상호 이격된 상태로 무한루프를 형성하는 제 1 전극과, 다수의 제 2 도전부가 상호 이격된 상태로 상기 무한루프를 형성하며, 상기 제 1 도전부와 상기 제 2 도전부가 상호 이격된 상태로 상기 무한루프 상에서 교번하도록 배치된 제 2 전극과, 외력에 의한 이동시에 상기 무한루프 상에서 상기 제 1 도전부와 상기 제 2 도전부에 교번으로 접촉되면서 정전기적 전하를 발생하는 절연체를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 절연체는 다수의 구슬이 인접하는 구슬간에 접촉된 상태로 상기 무한루프 상에 일렬로 배치될 수 있다.
인접하는 상기 제 1 도전부 간의 이격 거리와 인접하는 상기 제 2 도전부 간의 이격 거리 및 상기 구슬의 지름이 서로 동일할 수 있다.
상기 무한루프 상에서 상기 절연체의 이동경로를 제공하는 하우징을 더 포함할 수 있다.
상기 하우징은, 상기 절연체를 지지하는 하부 플레이트와, 상기 이동경로가 되는 가이드 레일을 상기 하부 플레이트 상에 형성하는 이중 벽체와, 상기 이중 벽체를 사이에 두고 상기 하부 플레이트와 마주하여 상기 가이드 레일에 상기 절연체를 가두는 상부 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 하우징은, 상기 이중 벽체를 구성하는 내측 벽체와 외측 벽체 중에서 상기 외측 벽체를 관통하도록 적어도 하나 이상의 공기 유통로가 형성될 수 있다.
상기 공기 유통로는, 상기 절연체의 이동 방향을 향하여 사선으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 전극 및 제 2 전극은, 고리 형태의 도전성 연결부에 상기 다수의 제 1 도전부 또는 상기 다수의 제 2 도전부가 일렬로 나란히 매달려 돌기 형태를 이룰 수 있다.
상기 제 1 전극의 도전성 연결부와 상기 제 2 전극의 도전성 연결부 중에서 어느 하나의 도전성 연결부는 상기 하부 플레이트에 밀착될 수 있고, 다른 하나의 도전성 연결부는 상기 상부 플레이트에 밀착될 수 있으며, 상기 제 1 도전부 또는 상기 제 2 도전부는 상기 이중 벽체를 구성하는 내측 벽체와 외측 벽체 중에서 어느 하나의 벽체에 밀착될 수 있다.
상기 내측 벽체와 상기 외측 벽체, 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트 중에서 적어도 하나 이상이 상기 절연체에 밀착될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 자연에 의해 발생하는 역학적 에너지인 풍력에 의해 절연체가 복수의 전극 간을 이동하면서 마찰전기를 생성한다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 접촉 대전 발전 장치는 약한 세기의 바람으로도 전력을 생산할 수 있는 높은 전력 효율을 가지며, 소형으로 제작할 수 있어서 높은 휴대성을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 대전 발전 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 A-A' 라인의 단면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 대전 발전 장치를 구성하는 제 1 전극과 제 2 전극의 일 부분을 나타낸 펼쳐 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 대전 발전 장치를 구성하는 제 1 전극과 제 2 전극 및 절연체 간의 배치 상태를 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
접촉 대전 발전의 여러 모드 중 하나인 프리스탠딩 모드(free standing mode)의 경우, 하나의 전극이 역학적 에너지에 의해 움직이는 다른 접촉 대전 방식 모드들과는 달리, 두 전극이 모두 고정되어 있고, 절연체가 역학적 에너지에 의해 움직이면서, 고정된 두 전극과 반복적인 접촉 및 분리를 함으로서 전력을 생성한다. 프리스탠딩 모드에서의 이러한 접촉과 분리의 반복은 접촉-분리 방식(contact-separation)에 의해서도 일어날 수 있으나, 슬라이딩 방식(sliding mode)으로도 구현이 가능하다. 절연체가 고정된 두 전극 위를 반복적으로 슬라이딩 하는 과정에서 접촉 및 분리의 반복이 일어나는 것이다. 본 발명은 이러한 프리스탠딩 모드에 의해 전력을 생산할 수 있는 접촉 대전 발전 장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 대전 발전 장치의 평면도이며, 도 2는 도 1에 나타낸 A-A' 라인의 단면도이다. 도 1은 설명의 이해를 돕기 위해 접촉 대전 발전 장치를 구성하는 상부 플레이트가 제거된 상태를 나타내었다. 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 대전 발전 장치를 구성하는 제 1 전극과 제 2 전극의 일 부분을 나타낸 펼쳐 보인 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 대전 발전 장치를 구성하는 제 1 전극과 제 2 전극 및 절연체 간의 배치 상태를 나타낸 도면이다.
이에 나타낸 바와 같이 일 실시예에 따른 접촉 대전 발전 장치(100)는 다수의 제 1 도전부(111)가 상호 이격된 상태로 무한루프를 형성하는 제 1 전극(110)을 포함한다.
아울러, 다수의 제 2 도전부(121)가 상호 이격된 상태로 무한루프를 형성하며, 제 1 도전부(111)와 제 2 도전부(121)가 상호 이격된 상태로 무한루프 상에서 교번하도록 배치된 제 2 전극(120)을 포함한다.
여기서, 제 1 전극(110)과 제 2 전극(120)은 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 또는 니켈(Ni) 중에서 어느 하나의 금속 물질로 제작되거나 둘 이상의 합금으로 제작될 수 있다. 또, 이외의 각종 금속물질이 제 1 전극(110)과 제 2 전극(120)의 재료로 이용될 수 있다.
그리고, 외력에 의한 이동시에 무한루프 상에서 제 1 도전부(111)와 제 2 도전부(121)에 교번으로 접촉되면서 정전기적 전하를 발생하는 절연체(130)를 포함한다. 절연체(130)는 다수의 구슬이 인접하는 구슬간에 접촉된 상태로 무한루프 상에 일렬로 배치된다.
여기서, 절연체(130)는 폴리머로 제작될 수 있으며, 폴리머를 구성하는 물질은 PDMS(Polydimethylsiloxane)와 PTFE(Polytetraflouroethylene)가 사용될 수 있다. 또, 이외의 각종 절연물질이 절연체(130)의 재료로 이용될 수 있다.
또, 무한루프 상에서 절연체(130)의 이동경로를 제공하는 하우징(140)을 포함한다.
제 1 전극(110)은 고리 형태의 도전성 연결부(112)에 다수의 제 1 도전부(111)가 일렬로 나란히 매달려 돌기 형태를 이룬다. 제 2 전극(120) 또한 고리 형태의 도전성 연결부(122)에 다수의 제 2 도전부(121)가 일렬로 나란히 매달려 돌기 형태를 이룬다.
인접하는 제 1 도전부(111) 간의 이격 거리(r1)와 인접하는 제 2 도전부(121) 간의 이격 거리(r2)는 서로 동일할 수 있다. 또, 절연체(130)를 구성하는 구슬의 지름(d) 또한 이격 거리(r1) 및 이격 거리(r2)와 서로 동일할 수 있다.
하우징(140)은 절연체(130)를 지지하는 하부 플레이트(141)를 포함한다.
아울러, 하우징(140)은 절연체(130)의 이동경로가 되는 가이드 레일(142)을 하부 플레이트(141) 상에 형성하는 이중 벽체(143)를 포함한다.
또, 하우징(140)은 이중 벽체(143)를 사이에 두고 하부 플레이트(141)와 마주하여 가이드 레일(142)에 절연체(130)를 가두는 상부 플레이트(144)를 포함한다.
하우징(140)에는 이중 벽체(143)를 구성하는 내측 벽체(143a)와 외측 벽체(143b) 중에서 외측 벽체(143b)를 관통하도록 적어도 하나 이상의 공기 유통로(145)가 형성된다. 예컨대, 공기 유통로(145)는 절연체(130)의 이동 방향을 향하여 사선으로 형성될 수 있다.
제 1 전극(110)의 도전성 연결부(112)와 제 2 전극(120)의 도전성 연결부(122) 중에서 어느 하나의 도전성 연결부는 하부 플레이트(141)에 밀착될 수 있고, 다른 하나의 도전성 연결부는 상부 플레이트(144)에 밀착될 수 있다. 제 1 도전부(111) 또는 제 2 도전부(121)는 이중 벽체(143)를 구성하는 내측 벽체(143a)와 외측 벽체(143b) 중에서 어느 하나의 벽체에 밀착될 수 있다. 또, 내측 벽체(143a)와 외측 벽체(143b), 상부 플레이트(144) 및 하부 플레이트(141) 중에서 적어도 하나 이상이 절연체(130)에 밀착될 수 있다. 예컨대, 제 1 전극(110)은 제 1 도전부(111)와 도전성 연결부(112)의 경계를 기준으로 하여 접힌 상태에서 도전성 연결부(112)는 상부 플레이트(144)에 밀착되며, 제 1 도전부(111)는 내측 벽체(143a)에 밀착된다. 제 2 전극(120)은 제 2 도전부(121)와 도전성 연결부(122)의 경계를 기준으로 하여 접힌 상태에서 도전성 연결부(122)는 하부 플레이트(141)에 밀착되고, 제 2 도전부(121)는 내측 벽체(143a)에 밀착된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 대전 발전 장치(100)는 바람이 공기 유통로(145)를 통해 유입되면 전력을 생산한다. 이러한 접촉 대전 발전 장치(100)에 의해 전력이 생산되는 과정을 더 자세히 살펴보기로 한다.
하우징(140)의 상부 플레이트(144)와 하부 플레이트(141)의 사이에 있는 이중 벽체(143)에 의해 형성되는 가이드 레일(142)에는 다수의 구슬로 이루어진 절연체(130)가 구슬간에 밀접된 상태로 배치된다.
외측 벽체(143b)에 사선 방향으로 형성된 공기 유통로(145)로 바람이 유입되면 사선 방향으로 발생된 풍력이 절연체(130)에 힘을 가하며, 이 힘에 의해 절연체(130)가 무한루프를 형성하는 가이드 레일(142)을 따라 이동된다. 이때, 절연체(130)가 구슬 형태이기에 개별의 구슬들이 회전하면서 슬라이딩하는 형태로 이동하게 된다.
이렇게 절연체(130)가 가이드 레일(142)을 따라 이동하면 제 1 도전부(111)와 제 2 도전부(121)에 교번으로 접촉되는 상황이 반복적으로 발생하며, 이 과정에서 절연체(130)와 제 1 도전부(111)의 사이 및 절연체(130)와 제 2 도전부(121)의 사이에서 정전기적 전하가 발생한다. 절연체(130)가 제 1 전극(110)에 접촉된 상태에서 이동을 시작하여 제 1 전극(110)에서 분리되면 제 1 전극(110)에서 제 2 전극(120)으로 전류가 흐르며, 절연체(130)가 계속 이동하여 제 2 전극(120)에 접촉되면 평형 상태를 이루어 전류가 멈춘다. 절연체(130)가 계속 이동하여 제 2 전극(120)에서 분리되면 제 2 전극(120)에서 제 1 전극(110)으로 전류가 흐른다. 바람이 공기 유통로(145)로 유입되는 동안에 이러한 과정이 반복되어 전력이 생성된다.
한편, 인접하는 제 1 도전부(111) 간의 이격 거리(r1)와 인접하는 제 2 도전부(121) 간의 이격 거리(r2)를 서로 동일하고, 절연체(130)를 구성하는 구슬의 지름(d) 또한 이격 거리(r1) 및 이격 거리(r2)와 서로 동일하면, 절연체(130)의 이동시에 모든 구슬들이 제 1 전극(110) 및 제 2 전극(120)과 동시에 접촉 및 분리된다. 이로써, 제 1 전극(110)과 제 2 전극(120) 사이에 생기는 전위차가 최대값을 가지며, 최대의 전력을 생성한다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면 자연에 의해 발생하는 역학적 에너지인 풍력에 의해 절연체가 복수의 전극 간을 이동하면서 마찰전기를 생성한다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 접촉 대전 발전 장치는 약한 세기의 바람으로도 전력을 생산할 수 있는 높은 전력 효율을 가지며, 소형으로 제작할 수 있어서 높은 휴대성을 제공한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 접촉 대전 발전 장치 110 : 제 1 전극
111 : 제 1 도전부 120 : 제 2 전극
121 : 제 2 도전부 130 : 절연체
140 : 하우징 141 : 하부 플레이트
142 : 가이드 레일 143 : 이중 벽체
144 : 상부 플레이트 145 : 공기 유통로

Claims (10)

  1. 다수의 제 1 도전부가 상호 이격된 상태로 무한루프를 형성하는 제 1 전극과,
    다수의 제 2 도전부가 상호 이격된 상태로 상기 무한루프를 형성하며, 상기 제 1 도전부와 상기 제 2 도전부가 상호 이격된 상태로 상기 무한루프 상에서 교번하도록 배치된 제 2 전극과,
    상기 무한루프 상에서 상기 제 1 도전부와 상기 제 2 도전부에 교번으로 접촉되면서 정전기적 전하를 발생시키는 절연체와,
    상기 무한루프 상에서 상기 절연체의 이동경로를 제공하며, 바람이 유입될 수 있는 적어도 하나 이상의 공기 유통로가 형성된 하우징을 포함하며,
    상기 공기 유통로를 통한 바람의 유입에 따라 발생된 풍력에 의해 상기 절연체가 상기 이동경로를 따라 이동하면서 상기 제 1 도전부와 상기 제 2 도전부에 교번으로 접촉하여 전력을 생성하는
    접촉 대전 발전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연체는 절연물질로 이루어진 다수의 구슬로 이루어지고 인접하는 구슬간에 접촉된 상태로 상기 무한루프 상에 일렬로 배치되는
    접촉 대전 발전 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    인접하는 상기 제 1 도전부 간의 이격 거리와 인접하는 상기 제 2 도전부 간의 이격 거리 및 상기 구슬의 지름이 서로 동일한
    접촉 대전 발전 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 절연체를 지지하는 하부 플레이트와,
    상기 이동경로가 되는 가이드 레일을 상기 하부 플레이트 상에 형성하는 이중 벽체와,
    상기 이중 벽체를 사이에 두고 상기 하부 플레이트와 마주하여 상기 가이드 레일에 상기 절연체를 가두는 상부 플레이트를 포함하는
    접촉 대전 발전 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 하우징은, 상기 이중 벽체를 구성하는 내측 벽체와 외측 벽체를 포함하며, 상기 공기 유통로가 상기 외측 벽체를 관통하도록 형성된
    접촉 대전 발전 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 공기 유통로는, 상기 절연체의 이동 방향을 향하여 사선으로 형성된
    접촉 대전 발전 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 및 제 2 전극은, 고리 형태의 도전성 연결부에 상기 다수의 제 1 도전부 또는 상기 다수의 제 2 도전부가 일렬로 나란히 매달려 돌기 형태를 이루는
    접촉 대전 발전 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 전극의 도전성 연결부와 상기 제 2 전극의 도전성 연결부 중에서 어느 하나의 도전성 연결부는 상기 하부 플레이트에 밀착되고, 다른 하나의 도전성 연결부는 상기 상부 플레이트에 밀착되며, 상기 제 1 도전부 또는 상기 제 2 도전부는 상기 이중 벽체를 구성하는 내측 벽체와 외측 벽체 중에서 어느 하나의 벽체에 밀착된
    접촉 대전 발전 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 내측 벽체와 상기 외측 벽체, 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트 중에서 적어도 하나 이상이 상기 절연체에 밀착된
    접촉 대전 발전 장치.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109150067A (zh) * 2017-06-16 2019-01-04 北京纳米能源与系统研究所 能量收集装置及应用其的自供能灯
KR102026429B1 (ko) * 2018-05-03 2019-09-27 한양대학교 산학협력단 접촉 대전 발전기
CN110345014B (zh) * 2019-07-26 2021-07-27 深圳大学 一种风力发电装置及基于风力发电装置的风参数检测方法
CN112145548B (zh) * 2020-08-31 2021-12-28 清华大学 自供能滚动轴承、轴承组件和旋转机械
CN112012881B (zh) * 2020-09-14 2021-11-23 安徽方永新能源科技有限公司 一种纳米摩擦风力发电机
CN112412969B (zh) * 2020-09-27 2021-10-15 清华大学 推力轴承、轴承组件和旋转机械

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013501490A (ja) 2009-08-07 2013-01-10 バイヤー・マテリアルサイエンス・アーゲー 電気機械変換器を製造するための方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013501490A (ja) 2009-08-07 2013-01-10 バイヤー・マテリアルサイエンス・アーゲー 電気機械変換器を製造するための方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Majid Taghavi et al. "Triboelectric smart machine elements and self-powered encoder". Nano Energy. February 2015.
X.S. Meng et al. "Fully enclosed bearing-structured self-powered rotation based on electrification at rolling interfaces for multi-tasking motion measurement". Nano Energy. January 2015.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220118588A (ko) 2021-02-18 2022-08-26 중앙대학교 산학협력단 전 방향 바람에서 에너지를 생성하는 스택형 디스크 모양 마찰대전 발전기 및 그 작동방법

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