KR101971076B1 - 마찰 전기를 이용한 발전기 - Google Patents
마찰 전기를 이용한 발전기 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101971076B1 KR101971076B1 KR1020150107410A KR20150107410A KR101971076B1 KR 101971076 B1 KR101971076 B1 KR 101971076B1 KR 1020150107410 A KR1020150107410 A KR 1020150107410A KR 20150107410 A KR20150107410 A KR 20150107410A KR 101971076 B1 KR101971076 B1 KR 101971076B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- material layer
- electrode
- generator
- triboelectricity
- charged particles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 92
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims 1
- 239000002801 charged material Substances 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 polyparaphenylene Polymers 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N triton Chemical compound [3H+] GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004520 electroporation Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- KHYBPSFKEHXSLX-UHFFFAOYSA-N iminotitanium Chemical compound [Ti]=N KHYBPSFKEHXSLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
- H02N1/04—Friction generators
Landscapes
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Abstract
본 발명은 마찰 전기를 이용한 발전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전기 음성도가 상이한 제1 및 제2 대전 물질층을 각각 제1 및 제2 전극의 상측면과 하측면에 코팅하고, 제1 및 제2 전극 사이에 형성된 공간에 대전 입자를 유동시켜 발생하는 마찰 전기를 이용하여 전기를 발전하는 마찰 전기를 이용한 발전기에 관한 것이다.
Description
본 발명은 마찰 전기를 이용한 발전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전기 음성도가 상이한 제1 및 제2 대전 물질층을 각각 제1 및 제2 전극의 상측면과 하측면에 코팅하고, 제1 및 제2 전극 사이에 형성된 공간에 대전 입자를 유동시켜 발생하는 마찰 전기를 이용하여 전기를 발전하는 마찰 전기를 이용한 발전기에 관한 것이다.
마찰에 의해 발생하는 정전기 현상을 이용하여 에너지를 수확하는 마찰 기 발전은 두 물질이 접촉했을 때와 떨어졌을 때 발생하는 정전기에 의한 대전(帶電) 차이로 에너지가 발생한다.
기존의 태양전지, 풍력, 연료전지 등과 같은 친환경 에너지와 달리 주변에 존재하는 미세진동이나 인간의 움직임으로부터 발생된 소모성의 운동 에너지를 전기 에너지로 무한히 추출할 수 있는 새로운 개념의 친환경 에너지 발전이라 할 수 있다. 이와 같이, 주위 환경에서 발생하나 소모되어 버리는 에너지(Ambient Energy)를 전기 에너지로 변환하는 친환경 기술이 최근 주목을 받고 있다.
또한, 대전 특성을 이용한 에너지 변환 방식은 소형 및 경량화가 가능하며 나노 기술과의 융합을 통하여 획기적인 기술 도약을 이끌 새로운 기술로 파급효과가 큰 기술로 평가받고 있는 실정이다.
하지만, 마찰 전기 발전 기술은 긴 수명, 낮은 유지보수비용, 적은 폐기비용과 오염 등의 장점을 가짐에도 불구하고 에너지 효율 및 가격 면에서 아직 실용화에 장벽을 가진다.
도 1은 종래의 마찰전기 발생장치의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 마찰전기 발생장치(1000)는 제1 접촉 충전 레이어(1100)와 제1 접촉 충전 레이어(1100)에 대향하도록 배치된 제2 접촉 충전 레이어(1200)를 포함하도록 구성된다.
또한, 제1 접촉 충전 레이어(1100)는 텍스처 표면(Textured Surface)을 가진 하부면(1140)과 제1 도전 전극층(1160)이 배치된 상부면(1120)을 포함하고, 제2 접촉 충전 레이어(1200)는 텍스처 표면을 가지는 상부면(1220)과 제2 도전 전극층(1260)이 배치된 하부면(1240)을 포함한다.
이러한 종래의 마찰전기 발생장치(1000)는 제1 접촉 충전 레이어(1100) 또는 제2 접촉 충전 레이어(1200) 중 적어도 어느 하나에 외부의 힘이 가해져, 제1 접촉 충전 레이어(1100)의 하부면(1140)과 제2 접촉 충전 레이어(1200)의 상부면(1220) 사이의 접촉변화를 통해 전기를 발생한다.
그러나, 종래의 마찰전기 발생장치(1000)는 마찰전기 발생을 위해서 접촉과 비접촉을 지속적으로 반복해야하며, 이를 위해서는 외부의 힘이 가해지는 경우, 제1 접촉 충전 레이어(1100) 및 제2 접촉 충전 레이어(1200) 간에 간격을 좁히거나 늘릴 수 있는 별도의 탄성 지지 구조를 필요로 하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 전기 음성도가 상이한 제1 및 제2 대전 물질층을 각각 제1 및 제2 전극의 상측면과 하측면에 코팅하고, 제1 및 제2 전극 사이에 형성된 공간에 대전 입자를 유동시켜 발생하는 마찰 전기를 이용하여 전기를 발전하는 마찰 전기를 이용한 발전기를 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기는, 제1 전극; 상기 제1 전극의 상부에 간격을 두고 위치하는 제2 전극; 상기 제1 전극의 상측면에 위치하는 제1 대전 물질층; 상기 제2 전극의 하측면에 위치하는 제2 대전 물질층; 및 상기 제1 또는 제2 대전 물질층과 접촉 및 비접촉을 반복하여 마찰 전기(Triboelectric)를 발생시키는 대전 입자;를 포함하여 구성된다.
바람직하게는, 상기 마찰 전기를 이용한 발전기는 상기 제1 및 제2 대전 물질층의 양끝단 사이에 위치하여 상기 제1 및 제2 대전 물질층 간을 절연시키는 절연체;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 절연체는, 상기 제1 및 제2 대전 물질층을 지지하여 공간을 형성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 대전 입자는, 상기 공간 내에서 상기 제1 또는 제2 대전 물질층과 접촉 및 비접촉을 반복할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 대전 물질층은, 전기 음성도가 상기 제2 대전 물질층의 전기 음성도 보다 클 수 있다.
바람직하게는, 상기 대전 입자는, 전기 음성도가 상기 제1 대전 물질층의 전기 음성도 보다 작고 상기 제2 대전 물질층의 전기 음성도 보다 클 수 있다.
바람직하게는, 상기 대전 입자는, 입자 크기가 1㎛ 내지 1nm일 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2 전극 및 상기 제1 및 제2 대전 물질층은, 형태가 판(Plate)형, 반구(Hemisphere)형 및 반원통(Semicylinder)형 중 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기는 전기 음성도가 상이한 제1 및 제2 대전 물질층을 각각 제1 및 제2 전극의 상측면과 하측면에 코팅하고, 제1 및 제2 전극 사이에 형성된 공간에 대전 입자를 유동시킴으로써, 주변의 미세진동이나 움직임으로부터 발생된 소모성의 운동 에너지로 전기를 발전할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 종래의 마찰전기 발생장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기의 내부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기의 제1 및 제2 대전 물질층과 대전 입자 간에 마찰로 인한 대전 현상을 구체적으로 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기의 내부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기의 내부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기의 제1 및 제2 대전 물질층과 대전 입자 간에 마찰로 인한 대전 현상을 구체적으로 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기의 내부를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기(100)의 내부를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기(100)의 제1 대전 물질층(130) 및 제2 대전 물질층(140)과 대전 입자(150) 간에 마찰로 인한 대전 현상을 구체적으로 도시한 그래프이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기(100)는 제1 전극(110), 제2 전극(120), 제1 대전 물질층(130), 제2 대전 물질층(140), 대전 입자(150) 및 절연체(160)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기(100)는 휴대형 전자기기 또는 교통 수단에 설치 또는 연결되어 휴대형 전자기기 사용자의 움직임이나 미세 진동으로부터 상하 및 좌우 운동될 수 있다.
즉, 마찰 전기를 이용한 발전기(100)는 주변의 미세진동이나 움직임으로부터 발생된 소모성의 운동 에너지를 마찰 전기로 발전시킬 수 있다.
제1 전극(110)의 상부에는 제2 전극(120)이 간격을 두고 위치할 수 있다.
이를 통해, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)의 사이에는 공간이 형성될 수 있다. 제1 전극(110) 및 제2 전극(120) 사이에 형성된 공간에는 후술되는 제1 대전 물질층(130), 제2 대전 물질층(140), 대전 입자(150) 및 절연체(160)가 위치할 수 있다.
제1 전극(110) 및 제2 전극(120)은 ITO, IGO, 크롬, 알루미늄, IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), ZnO, ZnO2 또는 TiO2 중 적어도 어느 하나를 포함하는 무기전극이거나 백금, 금, 은, 알루미늄, 철 또는 구리 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속전극이거나 페돗(PEDOT, polyethylenedioxythiophene), 탄소나노튜브(CNT, Carbon nano tube), 그래핀(graphene), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리티오펜(Polythiophene, PT), 폴리피롤(Polypyrrole), 폴리파라페닐렌(polyparaphenylene, PPV), 폴리아닐린(Polyaniline), 폴리설퍼니트리드(poly sulfur nitride), 스테인레스 스틸, 크롬을 10%이상 함유한 철합금, SUS 304, SUS 316, SUS 316L, Co-Cr 합금, Ti 합금, 니티놀(Ni-Ti) 또는 폴리파라페닐렌비닐렌(polyparaphenylenevinylene) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 유기전극일 수 있다.
일 실시예에서, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)은 전극(Electrode) 역할을 수행하는한 전극의 종류 및 재질이 한정되지 않음을 유의한다.
또한, 일 실시예에서, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)의 형태는 판(Plate)형으로 형성될 수 있다.
제1 대전 물질층(130)은 제1 전극(110)의 상측면에 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 대전 물질층(130)은 제1 전극(110)의 상측 표면에 코팅되어 형성될 수 있다.
이때, 제1 대전 물질층(130)은 제1 전극(110)의 형태에 대응하여 판형일 수 있다.
제1 대전 물질층(130)은 전기 음성도가 후술되는 제2 대전 물질층(140)의 전기 음성도 보다 클 수 있다. 즉, 마찰 전기 시리즈(Triboelectric Series) 상에서 제1 대전 물질층(130)을 구성하는 물질의 위치는 제2 대전 물질층(140)을 구성하는 물질의 위치 보다 더 음의 값에 가까이 위치할 수 있다.
이를 위하여, 제1 대전 물질층(130)을 구성하는 물질은 공지된 마찰 전기 시리즈를 참고하여 선택될 수 있다.
제2 대전 물질층(140)은 제2 전극(120)의 하측면에 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 대전 물질층(140)은 제2 전극(120)의 하측 표면에 코팅되어 형성될 수 있다.
이때, 제2 대전 물질층(140)은 제2 전극(120)의 형태에 대응하여 판형일 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제2 대전 물질층(140)은 전기 음성도가 제1 대전 물질층(130)의 전기 음성도 보다 작을 수 있다. 즉, 마찰 전기 시리즈 상에서 제2 대전 물질층(140)을 구성하는 물질의 위치는 제1 대전 물질층(130)을 구성하는 물질의 위치 보다 더 양의 값에 가까이 위치할 수 있다.
이를 위하여, 제2 대전 물질층(140)을 구성하는 물질은 공지된 마찰 전기 시리즈를 참고하여 선택될 수 있다.
대전 입자(150)는 제1 전극(110) 및 제2 전극(120) 사이의 공간에 위치하여 마찰 전기를 이용한 발전기(100)의 움직임에 따라 유동할 수 있다.
이에 따라, 대전 입자(150)는 제1 대전 물질층(130) 또는 제2 대전 물질층(140)과 접촉 및 비접촉을 반복하여 마찰 전기(Triboelectric)를 발생시킬 수 있다.
이를 위하여, 대전 입자(150)는 전기 음성도가 제1 대전 물질층(130)의 전기 음성도 보다 작고 상기 제2 대전 물질층(140)의 전기 음성도 보다 클 수 있다. 즉, 마찰 전기 시리즈 상에서 대전 입자(150)을 구성하는 물질의 위치는 제1 대전 물질층(130)을 구성하는 물질의 위치와 제2 대전 물질층(140)을 구성하는 물질의 위치 사이에 위치할 수 있다.
이를 위하여, 대전 입자(150)를 구성하는 물질은 공지된 마찰 전기 시리즈를 참고하여 선택될 수 있다.
이때, 대전 입자(150)는 입자 크기가 1㎛ 내지 1nm인 복수의 입자일 수 있다.
또한, 대전 입자(150)는 제1 대전 물질층(130) 및 제2 대전 물질층(140)과의 마찰 계수가 높도록 표면에 요철이 형성될 수 있다.
도 2의 A 및 B를 확대하여 도시한 도 3을 참조하면, 복수의 대전 입자(150) 중에서 어느 하나의 대전 입자(150a)가 제1 대전 물질층(130)과 접촉 및 비접촉을 반복하여 마찰하는 경우, 전기 음성도가 제1 대전 물질층(130) 보다 더 작은 대전 입자(150a)는 양전하로 대전될 수 있고 제1 대전 물질층(130)은 음전하로 대전될 수 있다.
또한, 복수의 대전 입자(150) 중에서 어느 하나의 대전 입자(150b)가 제2 대전 물질층(140)과 접촉 및 비접촉을 반복하여 마찰하는 경우, 전기 음성도가 제2 대전 물질층(140) 보다 더 큰 대전 입자(150b)는 음전하로 대전될 수 있고 제2 대전 물질층(140)은 양전하로 대전될 수 있다.
이에 따라, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120) 간에는 전위차가 발생하고, 제1 대전 물질층(130)과 접촉된 제1 전극(110)에서 제2 대전 물질층(140)과 접촉된 제2 전극(120)으로 전하가 이동하여 전류가 흐름으로써, 마찰 전기를 이용한 발전기(100)는 주변의 미세진동이나 움직임으로부터 발생된 소모성의 운동 에너지를 마찰 전기로 발전시킬 수 있다.
절연체(160)는 제1 대전 물질층(130) 및 제2 대전 물질층(140)의 양끝단 사이에 위치하여 제1 대전 물질층(130) 및 제2 대전 물질층(140) 간을 전기적으로 절연시킬 수 있다.
또한, 절연체(160)는 제1 대전 물질층(130) 및 제2 대전 물질층(140)의 양끝단을 지지하여 제1 전극(110) 및 제2 전극(120) 사이에 형성된 공간 내부의 대전 입자(150)가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 절연체(160)는 제1 대전 물질층(130) 및 제2 대전 물질층(140) 간을 전기적으로 절연시키는한 그 소재의 종류는 한정되지 않음을 유의한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기(200)의 내부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기(200)는 제1 전극(210), 제2 전극(220), 제1 대전 물질층(230), 제2 대전 물질층(240), 대전 입자(250) 및 절연체(260)를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 다른 실시예에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기(200)의 제1 전극(210), 제2 전극(220), 제1 대전 물질층(230), 제2 대전 물질층(240), 대전 입자(250) 및 절연체(260)는 상술된 일 실시예에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기(100)의 제1 전극(110), 제2 전극(120), 제1 대전 물질층(130), 제2 대전 물질층(140), 대전 입자(150) 및 절연체(160)와 기능이 동일하므로 반복되는 설명은 생략하기로 한다.
다른 실시예에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기(200)의 제1 전극(210) 및 제1 대전 물질층(230)은 형태가 하측 방향으로 볼록한 반구(Hemisphere)형 또는 반원통(Semicylinder)형일 수 있다. 이에 대응하여, 제2 전극(220) 및 제2 대전 물질층(240)은 형태가 상측 방향으로 볼록한 반구형 또는 반원통형일 수 있다.
이에 따라, 마찰 전기를 이용한 발전기(200)는 구 또는 원통형 형상일 수 있으며 제1 전극(210) 및 제2 전극(220) 사이에는 구 또는 원통 형상의 공간이 형성될 수 있다.
다른 실시예에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기(200)는 휴대형 전자기기 또는 교통 수단에 설치 또는 연결되어 휴대형 전자기기 사용자의 움직임이나 미세 진동에 따라 회전(Rolling) 운동될 수 있다.
일 실시예에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기(100)는 직육면체 형상으로 외부 움직임에 따라 상하 및 좌우로만 운동될 수 있으나, 다른 실시예에 따른 마찰 전기를 이용한 발전기(200)는 회전 운동됨에 따라 제1 전극(210) 또는 제1 대전 물질층(230)와 대전 입자(250) 간에 마찰이 증가하여 마찰 전기로 인한 발전 효율이 상승할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 200 : 마찰 전기를 이용한 발전기
110, 210 : 제1 전극
120, 220 : 제2 전극
130, 230 : 제1 대전 물질층
140, 240 : 제2 대전 물질층
150, 250 : 대전 입자
160, 260 : 절연체
110, 210 : 제1 전극
120, 220 : 제2 전극
130, 230 : 제1 대전 물질층
140, 240 : 제2 대전 물질층
150, 250 : 대전 입자
160, 260 : 절연체
Claims (8)
- 제1 전극;
상기 제1 전극의 상부에 간격을 두고 위치하는 제2 전극;
상기 제1 전극의 상측면에 위치하는 제1 대전 물질층;
상기 제2 전극의 하측면에 위치하는 제2 대전 물질층; 및
상기 제1 또는 제2 대전 물질층과 접촉 및 비접촉을 반복하여 마찰 전기(Triboelectric)를 발생시키는 대전 입자;를 포함하고,
상기 대전 입자는,
전기 음성도가 상기 제1 대전 물질층의 전기 음성도 보다 작고 상기 제2 대전 물질층의 전기 음성도보다 큰 것을 특징으로 하는,
마찰 전기를 이용한 발전기.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 대전 물질층의 양끝단 사이에 위치하여 상기 제1 및 제2 대전 물질층 간을 절연시키는 절연체;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
마찰 전기를 이용한 발전기.
- 제2항에 있어서,
상기 절연체는,
상기 제1 및 제2 대전 물질층을 지지하여 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는,
마찰 전기를 이용한 발전기.
- 제3항에 있어서,
상기 대전 입자는,
상기 공간 내에서 상기 제1 또는 제2 대전 물질층과 접촉 및 비접촉을 반복하는 것을 특징으로 하는,
마찰 전기를 이용한 발전기.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 대전 입자는,
입자 크기가 1㎛ 내지 1nm인 것을 특징으로 하는,
마찰 전기를 이용한 발전기.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 전극 및 상기 제1 및 제2 대전 물질층은,
형태가 판(Plate)형, 반구(Hemisphere)형 및 반원통(Semicylinder)형 중 하나인 것을 특징으로 하는,
마찰 전기를 이용한 발전기.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150107410A KR101971076B1 (ko) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | 마찰 전기를 이용한 발전기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150107410A KR101971076B1 (ko) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | 마찰 전기를 이용한 발전기 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170014305A KR20170014305A (ko) | 2017-02-08 |
| KR101971076B1 true KR101971076B1 (ko) | 2019-04-22 |
Family
ID=58155837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150107410A Active KR101971076B1 (ko) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | 마찰 전기를 이용한 발전기 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101971076B1 (ko) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102213229B1 (ko) | 2017-11-22 | 2021-02-04 | 송찰스기석 | 마찰전기 발전 소자 및 그 제조방법 |
| KR102317989B1 (ko) * | 2019-09-23 | 2021-10-27 | 한국생산기술연구원 | 마찰대전발전기가 구비된 보도블록 |
| CN113890409A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-01-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种蜂窝结构的三电极耦合型三摩擦纳米发电机 |
| EP4254771A4 (en) * | 2022-02-17 | 2024-10-16 | Mikhail Aleksandrovich Meshchaninov | PULSE GENERATOR WITH ELECTROSTATIC FRICTION |
| CN114673624B (zh) * | 2022-02-28 | 2024-07-05 | 大连海事大学 | 一种可用于波浪能的多方位收集装置 |
| KR102798956B1 (ko) * | 2023-01-30 | 2025-04-21 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | 마찰대전 발전기 및 이를 이용하는 부유식 자가발전 식별장치 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101301651B1 (ko) | 2011-11-04 | 2013-08-30 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | 자동 손 재활 운동 장치 |
| US8536760B1 (en) * | 2013-01-23 | 2013-09-17 | K-Technology Usa, Inc. | Ball-electric power generator |
-
2015
- 2015-07-29 KR KR1020150107410A patent/KR101971076B1/ko active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20170014305A (ko) | 2017-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101971076B1 (ko) | 마찰 전기를 이용한 발전기 | |
| KR101498595B1 (ko) | 마찰전기 발생장치 | |
| KR101685184B1 (ko) | 실린더형 접촉 대전 발전기 및 그 제조 방법 | |
| CN108322083A (zh) | 基于摩擦纳米发电机的波浪能高效发电装置 | |
| KR20160118600A (ko) | 도체―도체 간의 마찰전기 에너지 발전 소자 | |
| KR102703712B1 (ko) | 마찰전기 발전기 | |
| US10910960B2 (en) | Energy harvesting system based on reverse electro wetting on dielectric | |
| JP2016526866A (ja) | 単電極摩擦式ナノ発電機、発電方法及び自己駆動の追跡装置 | |
| CN205195598U (zh) | 复合纳米发电机 | |
| KR102782038B1 (ko) | 마찰 발전 장치 | |
| Kim et al. | Elastic spiral triboelectric nanogenerator as a self-charging case for portable electronics | |
| KR20170002363A (ko) | 마찰전기 발생장치 | |
| CN107863904A (zh) | 双稳态压电—电磁复合能量收集结构 | |
| CN204131203U (zh) | 一种无线传感器网络节点的自供电装置 | |
| KR20200083028A (ko) | 커패시터 구조를 이용한 마찰대전 발전기 | |
| KR101976541B1 (ko) | 구 모양의 접촉대전 나노 발전기 | |
| KR20160069715A (ko) | 접촉 대전 발전기 및 그 제조 방법 | |
| KR101775116B1 (ko) | 분말의 움직임을 이용한 접촉 대전 발전기 및 그 제조 방법 | |
| KR20220043726A (ko) | 부도체 관 내의 유체 유동을 이용한 유체 마찰 발전기 | |
| KR102119785B1 (ko) | 변하는 복원력을 가지는 탄성체에 기반한 마찰대전 발전기 | |
| Nam et al. | A new pathway for liquid–solid Triboelectric Nanogenerator using streaming flow by a novel direct charge transfer | |
| KR102206021B1 (ko) | 마찰 전계 효과를 이용한 열전발전소자 | |
| KR101864956B1 (ko) | 탄성 코일링 타입 마찰대전 발전기 및 그 발전기가 채용된 필기구 | |
| KR101617865B1 (ko) | 실린더형 접촉 대전 발전기 | |
| KR101730253B1 (ko) | 탄성튜브형 에너지 수확 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20150729 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20171113 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20150729 Comment text: Patent Application |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20181019 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20190404 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20190416 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20190417 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20220401 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20240320 Start annual number: 6 End annual number: 6 |