TWI571781B - 具有穀物材料之發電裝置與觸控裝置 - Google Patents

具有穀物材料之發電裝置與觸控裝置 Download PDF

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吳志明
張智凱
張于庭
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國立清華大學
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    • H02N1/04—Friction generators

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Description

具有穀物材料之發電裝置與觸控裝置
本發明關於一種發電裝置與觸控裝置之技術，尤指一種具有穀物材料之發電裝置與觸控裝置。
在現今微型發電機的領域中，通常使用壓電晶體的晶體材料作為二電極之間的電性材料，以利用壓力產生電荷的方式生產電能。然而，壓電晶體不具可撓性，且晶體材料的生產成本通常高昂，故導致微型發電機之售價不夠低廉而難以普及，且無法製成可撓性之產品。
另外，由於穀物材料(如稻殼)的表面堅硬、矽含量高、不易被細菌分解且堆積密度小，而該穀物材料之廢棄物亦會破壞環境。再者，焚燒穀物材料(如稻殼)也會產生碳排放，從而導致溫室效應。
因此，如何克服上述習知微型發電機的諸多缺點，並一併解決環境破壞是本領域技術人員的一大課題。
有鑒於上述習知技術之缺失，本發明提供一種具有穀物材料之發電裝置與觸控裝置，俾利用穀物材料產生電流 或電壓。
本發明之發電裝置包括：至少一穀物材料層；第一電極，係電性連接該穀物材料層；電性材料層，係對應於該穀物材料層，且該穀物材料層與該電性材料層之間具有間隙；第二電極，係電性連接該電性材料層；以及導線，係電性連接該第一電極與該第二電極；其中，該穀物材料層係與該電性材料層互相作用以產生電流或電壓。
該穀物材料層之材料可選自於至少一穀物材料，且該穀物材料為稻殼、花生、高梁、大麥、小麥、燕麥、黑麥或蕎麥。
該穀物材料層可具有多孔性結構，以透過該穀物材料層之多孔性結構與該電性材料層互相作用而產生該電流或該電壓。
該穀物材料層可由穀物材料之殼體、內膜或外膜所構成。該穀物材料層可由穀物材料之至少一殼體所構成。該穀物材料層可由穀物材料之複數殼體所構成，且該些殼體排成一陣列結構。
該穀物材料層可由穀物材料之多孔性二氧化矽粉末所構成。該穀物材料可帶有正電性且含有二氧化矽與木質素，而該多孔性二氧化矽粉末可帶有比該穀物材料更高之正電性且不含有該穀物材料之木質素。
該發電裝置可包括基板，該基板係具有第一表面與相對於該第一表面之第二表面，該穀物材料層與該第一電極係分別形成於該基板之第一表面及第二表面上，且該第二 電極係形成於該電性材料層之外側表面上。
該穀物材料層可包括第一穀物材料層與第二穀物材料層以依序設置於該基板之第一表面上，且該電性材料層係對應於該第二穀物材料層。
該第一穀物材料層與該第二穀物材料層之間可保持非固定狀態，以使該第二穀物材料層分別與該電性材料層及該第一穀物材料層互相作用而產生該電流或該電壓。
該至少一穀物材料層係包括第一穀物材料層與第二穀物材料層，該第二穀物材料層係介於該第一穀物材料層與該電性材料層之間，且該第二穀物材料層分別和該第一穀物材料層及該電性材料層相隔第一間隙及第二間隙。
該發電裝置可包括第三電極、另一電性材料層與另一導線，該第三電極係設置於該第二穀物材料層與該另一電性材料層之間，該導線與該另一導線係分別自該第一電極與該第二電極電性連接至該第三電極，該第一穀物材料層與該第二穀物材料層係分別和該另一電性材料層與該電性材料層互相作用以產生該電流或該電壓。
本發明之觸控裝置，係用以供觸控物進行觸控，該觸控裝置包括：至少一穀物材料層；以及至少一電極，係電性連接該穀物材料層；其中，該觸控物係用以觸控該穀物材料層，以與該穀物材料層互相作用，俾經由該電極產生電流或電壓。
該穀物材料層係由穀物材料之一殼體或複數殼體所構成，且該穀物材料之正電性低於該觸控物之正電性。或 者，該穀物材料層可由穀物材料之多孔性二氧化矽粉末所構成。
該觸控裝置可包括基板，該基板係具有第一表面與相對於該第一表面之第二表面，且該穀物材料層與該電極係分別形成於該基板之第一表面及第二表面上。
該觸控裝置可包括接地端以電性連接該電極，且該觸控物與該穀物材料層互相作用以經由該電極與該接地端產生該電流或電壓。
由上可知，本發明可透過穀物材料層與電性材料層(或觸控物)之互相作用以產生電荷、電流或電壓而輸出電能，從而能較習知技術的微型發電機具有可撓性及低成本，且能一併解決穀物材料之廢棄物對環境破壞的問題。
1‧‧‧發電裝置
10、10'‧‧‧穀物材料層
11‧‧‧第一電極
12、12'‧‧‧電性材料層
12a‧‧‧外側表面
13‧‧‧第二電極
13'‧‧‧第三電極
14、14'‧‧‧導線
15‧‧‧基板
15a‧‧‧第一表面
15b‧‧‧第二表面
16‧‧‧黏著材料
16'‧‧‧黏著材料(或封膠材料)
17、17'‧‧‧負載
2‧‧‧觸控裝置
21‧‧‧觸控物
D1、D2‧‧‧方向
GND‧‧‧接地端
P、P’‧‧‧間隙
第1圖係說明本發明之穀物材料、二氧化矽粉末與各種材料之電性強弱之示意圖；第2圖係說明本發明之發電裝置之第一實施例之立體視圖；第3A圖至第3D圖係說明本發明第2圖之發電裝置通過線性馬達之測試結果圖；第4圖係說明本發明之發電裝置之第二實施例之立體視圖；第5A圖至第5D圖係說明本發明第4圖之發電裝置通過線性馬達之測試結果圖；第6圖係說明本發明之發電裝置之第三實施例之立體 視圖；第7A圖至第7D圖係說明本發明第6圖之發電裝置通過線性馬達之測試結果圖；第8圖係說明本發明之發電裝置之第四實施例之立體視圖；第9圖係說明本發明之發電裝置之第五實施例之立體視圖；以及第10A圖與第10B圖係說明本發明之觸控裝置之實施例之立體視圖。
以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。本發明亦可藉由其它不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。
請參閱第1圖，係說明本發明之穀物材料、二氧化矽粉末與各種材料之電性強弱之示意圖。
如圖所示，本發明之穀物材料(如稻殼)之電性係大約相同於毛皮之電性，該穀物材料可帶有(+)正電性且含有二氧化矽(SiO2)與木質素。而在該穀物材料被去除該木質素以形成二氧化矽粉末(如多孔性二氧化矽粉末)後，該二氧化矽粉末可變成帶有比該穀物材料更高之(+)正電性，且該二氧化矽粉末之電性大約介於兔皮與玻璃之電性之間。但， 本發明不以此為限。
請參閱第2圖，係說明本發明之發電裝置1之第一實施例之立體視圖。如圖所示，發電裝置1係包括至少一穀物材料層10、一第一電極11、一電性材料層12、一第二電極13與一導線14。
該第一電極11係電性連接該穀物材料層10，該電性材料層12係對應於該穀物材料層10，且該穀物材料層10與該電性材料層12之間具有一間隙P。而該第二電極13係電性連接該電性材料層12，該導線14係電性連接該第一電極11與該第二電極13。另該穀物材料層10係與該電性材料層12互相作用以產生電流或電壓。例如，該穀物材料層10與該電性材料層12可透過摩擦生電或靜電感應等作用以產生電荷，進而產生該電流或該電壓。
在第2圖與上述第1圖中，該穀物材料層10之材料可選自於至少一穀物材料，如稻穀(或稻殼)、花生、高梁、大麥、小麥、燕麥、黑麥或蕎麥等。在本發明中，該穀物材料層10或穀物材料係以稻穀或稻殼作為例子。該電性材料層12之材料可選自於至少一金屬材料、半導體材料、塑膠材料、動物之皮或毛。該金屬材料可為金、銀或銅等，該半導體材料可為矽等，該塑膠材料可為聚四氟乙烯(polytetrafluoroethene,PTFE)、聚氯乙烯(polyvinylchloride,PVC)或聚乙烯(polyethylene)等，該動物之皮或毛可為兔皮、羊毛或人類頭髮等。該第一電極11或該第二電極13之材質可例如為銅等。但，本發明不以此為限。
該穀物材料層10可具有多孔性結構，以透過該穀物材料層10之多孔性結構與該電性材料層12互相作用而產生該電流或該電壓。同時，該穀物材料層10可由該穀物材料之殼體、內膜或外膜所構成，如稻殼、花生殼、花生膜等，或者高梁、大麥、小麥、燕麥、黑麥、蕎麥之殼體等，但本發明不以此為限。
在第2圖中，該穀物材料層10係由該穀物材料之至少一殼體(如稻殼)所構成。但在其他實施例中，如第4圖所示，該穀物材料層10亦可由該穀物材料之複數殼體所構成。或者，如第6圖所示，該穀物材料層10也可由該穀物材料之二氧化矽粉末(如多孔性二氧化矽粉末)所構成。
在第2圖與下述第4圖中，該穀物材料(如稻殼)係帶有正電性且含有二氧化矽與木質素。但在下述第6圖中，該穀物材料之二氧化矽粉末(如多孔性二氧化矽粉末)則變成帶有比該穀物材料更高之正電性且不含有該穀物材料之木質素。
該發電裝置1可包括基板15，該基板15具有第一表面15a及相對於第一表面15a之第二表面15b，且該基板15之材質可例如為聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)等。該穀物材料層10與該第一電極11係分別形成於該基板15之第一表面15a及第二表面15b上，且該第二電極13係形成於該電性材料層12之外側表面12a上。
該發電裝置1可包括黏著材料16，以透過該黏著材料 16將該穀物材料層10黏合或固定於該基板15之第一表面15a上，且該黏著材料16外露出該穀物材料層10之上表面及下表面，以使該穀物材料層10之上表面對應於該電性材料層12，並使該穀物材料層10之下表面接觸該基板15之第一表面15a。該黏著材料16之材質可例如為聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)等。
在第2圖中，該穀物材料層10與該電性材料層12之間可設置複數如彈簧之彈性元件(圖中未繪示)以相隔該間隙P，並藉由該些彈性元件使該穀物材料層10與該電性材料層12互相作用以產生該電流或該電壓。
在第2圖與上述第1圖之運作方式中，舉例而言，當該穀物材料層10與該電性材料層12互相接觸或摩擦時，該穀物材料層10與該電性材料層12可分別產生正電荷及負電荷。而在該穀物材料層10與該電性材料層12彼此分離時，則可在該第一電極11與該第二電極13上分別感應產生負電荷及正電荷。之後，該第一電極11之負電荷及該第二電極13之正電荷可經由該導線14輸出至外部耦接的負載17(如電阻器或電容器)，從而產生電流或電壓以輸出電能。
另外，本發明可使用該穀物材料層10與該電性材料層12互相接觸或摩擦生電，並在該第一電極11與該第二電極13上感應產生電荷的機制，提供一種透過外加壓力產生輸出電流的觸覺感測器，且透過該第一電極11與該第二電極13輸出電流或電壓訊號以控制電腦界面，亦可衍生在智 慧型手機、脈搏感測器、血壓偵測器、胎兒心跳監測器、穿戴式個人行動裝置、筆記型電腦之觸控板(touch pad)等應用。
此外，由於穀物材料(如稻殼)的主要組成為纖維素類、木質素類和矽類，而隨著品種及產地的不同，該穀物材料(如稻殼)的組成有所差別，但是稻殼的大致組成為：粗纖維35.5%~45%(縮聚戊糖16%~22%)、木質素21%~26%、灰分11.4%~22%、二氧化矽10%~21%。
根據穀物材料(如稻殼)的化學組成，本發明可利用二氧化矽及木質素等部分的特性，將該穀物材料作為穀物材料層10，故本發明可有效利用不易被細菌分解、堆積密度小、焚燒會產生碳排放，從而導致環境破壞的農業廢棄物，以解決農業廢棄物問題，並藉由幾乎無價值之農業廢棄物而降低發電裝置1及觸覺感測器的成本。
請參照第3A圖至第3D圖，係說明本發明第2圖之發電裝置1通過線性馬達(linmot)之測試結果圖。由第3A圖可知，在穀物材料層10係由穀物材料之單一殼體(如稻殼)所構成之情形下，該發電裝置1之輸出電流(如短路電流或交流電流)約為12.5nA(奈安培)。而由第3B圖可知，該發電裝置1之輸出電壓(如開路電壓或交流電壓)約為0.45V(伏特)。
又，如第3C圖所示，可將該發電裝置1分別串聯及並聯電阻以測量不同電阻時的電流及電壓。而由第3D圖可知，在外加電阻為420MΩ(百萬歐姆)時，能得到最大電 能(功率值)約為7.7922nW(奈瓦)。
請參閱第4圖，係說明本發明之發電裝置1之第二實施例之立體視圖。第4圖與上述第2圖之發電裝置1大致相同，其主要差異在於：第4圖之穀物材料層10係由穀物材料之複數殼體所構成，且該些殼體排成一陣列結構，如12乘6之陣列。
第5A圖至第5D圖係說明本發明第4圖之發電裝置1通過線性馬達之測試結果圖。由第5A圖可知，在穀物材料層10係由穀物材料之複數殼體(如稻殼)所構成之情形下，該發電裝置1之輸出電流(如短路電流或交流電流)約為400nA(奈安培)。而由第5B圖可知，該發電裝置1之輸出電壓(如開路電壓或直流電壓)約為16V(伏特)。
又，如第5C圖所示，可將該發電裝置1分別串聯及並聯電阻以測量不同電阻時的電流及電壓。而由第5D圖可知，在外加電阻為380MΩ(百萬歐姆)時，能得到最大電能(功率值)約為0.01253mW(毫瓦)。
請參閱第6圖，係說明本發明之發電裝置1之第三實施例之立體視圖。第6圖與上述第2圖及第4圖之發電裝置1大致相同，其主要差異在於：第6圖之穀物材料層10係由穀物材料之二氧化矽粉末(如多孔性二氧化矽粉末)所構成。
請參照第7A圖至第7D圖，係說明本發明第6圖之發電裝置1通過線性馬達之測試結果圖。由第7A圖可知，在穀物材料層10係由穀物材料(如稻殼)之二氧化矽粉末所 構成之情形下，該發電裝置1之輸出電流(如短路電流或交流電流)約為1.25μA(微安培)。而由第7B圖可知，該發電裝置1之輸出電壓(如開路電壓或直流電壓)約為40V(伏特)。
又，如第7C圖所示，可將發電裝置1分別串聯及並聯電阻以測量不同電阻時的電流及電壓。由第7D圖可知，在外加電阻為140MΩ(百萬歐姆)時，能得到最大電能(功率值)約為0.04654mW(毫瓦)。
第8圖係說明本發明之發電裝置1之第四實施例之立體視圖。第8圖與上述第2圖、第4圖及第6圖之發電裝置1大致相同，其主要差異如下：在第8圖中，發電裝置1係包括至少二穀物材料層，如第一穀物材料層10與第二穀物材料層10'。該第一穀物材料層10與該第二穀物材料層10'係依序設置於基板15之第一表面15a上，而電性材料層12係對應於該第二穀物材料層10'。
該第一穀物材料層10可透過黏著材料16黏合或固定於該基板15之第一表面15a上，且該黏著材料16外露出該第一穀物材料層10之上表面及下表面，以使該第一穀物材料層10之上表面接觸該第二穀物材料層10'之下表面，並使該第一穀物材料層10之下表面接觸該基板15之第一表面15a。
該第二穀物材料層10'可透過黏著材料16'黏合或固定於該第一穀物材料層10上；或者，該黏著材料16'可改為 封膠材料16'，且該第二穀物材料層10'可透過該封膠材料16'予以封裝。該黏著材料(或封膠材料)16'可外露出該第二穀物材料層10'之上表面及下表面，以使該第二穀物材料層10'之上表面對應於該電性材料層12，並使該第二穀物材料層10'之下表面接觸該第一穀物材料層10之上表面。
同時，該第一穀物材料層10與該第二穀物材料層10'之間可保持固定狀態或非固定狀態。若該第一穀物材料層10與該第二穀物材料層10'之間保持非固定狀態(如可移動或浮動狀態)，則可使該第二穀物材料層10'之上表面及下表面分別與該電性材料層12及該第一穀物材料層10之上表面互相作用而產生電流或電壓。亦即，當該第二穀物材料層10'之上表面與該電性材料層12互相作用時，該第二穀物材料層10'之下表面也可同時與該第一穀物材料層10之上表面互相作用，以使該發電裝置1產生更大的電流或電壓。
第9圖係說明本發明之發電裝置1之第五實施例之立體視圖。第9圖與上述第2圖、第4圖及第6圖之發電裝置1大致相同，其主要差異如下：在第9圖中，發電裝置1係包括至少二穀物材料層，如第一穀物材料層10與第二穀物材料層10'。該第二穀物材料層10'係介於該第一穀物材料層10與電性材料層12之間，且該第二穀物材料層10'分別和該第一穀物材料層10及該電性材料層12相隔第一間隙P及第二間隙P'。
該發電裝置1亦可包括第三電極13'、另一電性材料層 12'與另一導線14'，該第三電極13'係設置於該第二穀物材料層10'與該另一電性材料層12'之間。而該另一電性材料層12'係對應於該第一穀物材料層10，且該另一電性材料層12'與該第一穀物材料層10之間相隔該第一間隙P。
該第二穀物材料層10'可透過黏著材料16'黏合或固定於該第三電極13'上，且該黏著材料16'外露出該第二穀物材料層10'之上表面及下表面，以使該第二穀物材料層10'之上表面對應於該電性材料層12，並使該第二穀物材料層10'之下表面接觸該第三電極13'。上述之第一電極11至第三電極13'之材質可為導電材料或金屬材料，如銅(Cu)等。
該另一導線14'可自該第二電極13依序電性連接至負載17'(如電阻器或電容器)、第三電極13'、導線14、負載17(如電阻器或電容器)及第一電極11，且該導線14與另一導線14'可將該第一電極11至第三電極13'互相串聯或並聯。該第一電極11至第三電極13'之電荷可經由該導線14與該另一導線14'輸出至該負載17及該負載17'，從而產生電流或電壓以輸出電能。同時，該第一穀物材料層10與該第二穀物材料層10'可分別和該另一電性材料層12'與該電性材料層12互相作用以產生更大的電流或電壓。
該第一穀物材料層10與該另一電性材料層12'之間可設置複數如彈簧之第一彈性元件(圖中未繪示)以相隔該第一間隙P'，並藉由該些第一彈性元件使該第一穀物材料層10與該另一電性材料層12'互相作用以產生該電流或該電壓。
而該第二穀物材料層10'與該電性材料層12之間亦可設置複數如彈簧之第二彈性元件(圖中未繪示)以相隔該第二間隙P，並藉由該些第二彈性元件使該第二穀物材料層10'與該電性材料層12互相作用以產生該電流或該電壓。
要說明的是，本發明可使用泡酸及退火處理以除去穀物材料(如稻殼)之木質素而形成二氧化矽粉末(如多孔性二氧化矽粉末)，故可調控該穀物材料的正電性，使原本帶有正電性的穀物材料提升至帶有更高的正電性的二氧化矽粉末(見第1圖)，藉此有效拉大該穀物材料層10之材料與該電性材料層12之材料的電性差距，進而提高輸出電荷。
同時，本發明之穀物材料(如稻殼)經處理後所形成之二氧化矽粉末之製法，可例如為：先將該穀物材料(如稻殼)浸泡在鹽酸溶液中(100℃)，接著瀝乾放入爐管中高溫(700℃)燃燒，把該穀物材料之木質素、纖維素等不必要的成分去除，最後用研缽搗碎製得奈米級二氧化矽粉末(多孔性二氧化矽粉末)，以利用該穀物材料(如稻殼)本身之微結構進一步得到高達184.2987m2/g的單位體積比表面積(surface to volume ratio,BET Surface Area)，從而大幅提高該穀物材料層10與該電性材料層12之間的接觸面積，進而增加該發電裝置1之電流或電壓之輸出值。
第10A圖與第10B圖係說明本發明之觸控裝置2之實施例之立體視圖。如圖所示，觸控裝置2係包括至少一穀物材料層10與至少一第一電極11，該觸控裝置2係用以供觸控物21進行觸控。
相同於上述第2圖、第4圖、第6圖或第8圖，第10A圖與第10B圖之穀物材料層10可由穀物材料之至少一殼體(如稻殼)所構成(第2圖)，亦可由該穀物材料之複數殼體所構成(第4圖)，也可由該穀物材料之二氧化矽粉末(如多孔性二氧化矽粉末)所構成(第6圖)，或者由至少二穀物材料層10,10'所構成(第8圖)。
在第10A圖與第10B圖中，該第一電極11係電性連接該穀物材料層10，且該第一電極11之材質可例如為銅等。該觸控物21係用以觸控該穀物材料層10，且該觸控物21係與該穀物材料層10互相作用(如感應)，俾經由該第一電極11產生電荷，進而產生電流或電壓。該觸控物21可為觸控筆或使用者之手指等，且該穀物材料層10(如穀物材料之一殼體或複數殼體)之正電性可低於該觸控物21(如手指或觸控筆)之正電性，但不以此為限。
該觸控裝置2可包括基板15，該基板15係具有第一表面15a與相對於該第一表面15a之第二表面15b，且該穀物材料層10與該第一電極11係分別形成於該基板15之第一表面15a及第二表面15b上。
該觸控裝置2可包括接地端GND以電性連接該第一電極11，且該觸控物21與該穀物材料層10互相作用，俾經由該第一電極11與該接地端GND產生該電流或該電壓。
該觸控裝置2可包括黏著材料16，以透過該黏著材料16將該穀物材料層10黏合或固定於該基板15之第一表面15a上，且該黏著材料16外露出該穀物材料層10之上表 面及下表面，以便該觸控物21能接觸(或接近)該穀物材料層10之上表面。該黏著材料16之材質可例如為聚二甲基矽氧烷(PDMS)等。
在該觸控裝置2之運作方式中，舉例而言，當第10A圖之觸控物21依據方向D1接觸(或接近)該穀物材料層10之上表面時，該觸控物21與該穀物材料層10可分別產生正電荷及負電荷，以使該觸控裝置2整體維持電中性。
接著，當第10B圖之觸控物21依據方向D2遠離第10A圖之穀物材料層10之上表面時，該第一電極11感應產生正電荷，且電子經由該第一電極11流入該接地端GND，以使該觸控裝置2整體維持電中性。再者，當流入該接地端GND之電子之數量達到最大值時，該第一電極11之正電荷與該穀物材料層10之負電荷達到電荷平衡。
然後，當第10A圖之觸控物21依據該方向D1再次接觸(或接近)該穀物材料層10時，該電子經由該接地端GND流入該第一電極11以抵銷該第一電極11之正電荷。
另外，上述至少一第一電極11可為複數電極，如二、三或四個以上之電極，並可呈串列、並列或陣列排列。該穀物材料層10與該些第一電極11分別形成於該基板15之第一表面15a及第二表面15b上，且該些第一電極11位於該第二表面15b之不同位置以對應於該穀物材料層10之不同位置。藉此，該觸控物21可觸控該穀物材料層10之不同位置以觸控不同的第一電極11，進而達到多點觸控之效果。
綜上所述，相較於習知技術，由於本發明透過穀物材料層與電性材料層(或觸控物)之互相作用以產生電荷、電流或電壓而輸出電能，故本發明可具有使用壓電晶體之習知技術所不具有的可撓性及低成本。另外，由於本發明有效利用導致環境破壞的農業廢棄物作為發電裝置或觸控裝置，故可解決例如浪費堆置空間及焚燒產生碳排放的農業廢棄物問題。
上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如申請專利範圍所列。
1‧‧‧發電裝置
10‧‧‧穀物材料層
11‧‧‧第一電極
12‧‧‧電性材料層
12a‧‧‧外側表面
13‧‧‧第二電極
14‧‧‧導線
15‧‧‧基板
15a‧‧‧第一表面
15b‧‧‧第二表面
16‧‧‧黏著材料
17‧‧‧負載
P‧‧‧間隙

Claims (17)

  1. 一種具有穀物材料之發電裝置，其包括：至少一穀物材料層；第一電極，係電性連接該穀物材料層；電性材料層，係對應於該穀物材料層，且該穀物材料層與該電性材料層之間具有間隙；第二電極，係電性連接該電性材料層；以及導線，係電性連接該第一電極與該第二電極；其中，該穀物材料層係與該電性材料層互相作用以產生電流或電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發電裝置，其中，該穀物材料層之材料係選自於至少一穀物材料，且該穀物材料為稻殼、花生、高梁、大麥、小麥、燕麥、黑麥或蕎麥。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之發電裝置，其中，該穀物材料層係具有多孔性結構，以透過該穀物材料層之多孔性結構與該電性材料層互相作用而產生該電流或該電壓。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發電裝置，其中，該穀物材料層係由穀物材料之殼體、內膜或外膜所構成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之發電裝置，其中，該穀物材料層係由穀物材料之至少一殼體所構成。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之發電裝置，其中，該穀物材料層係由穀物材料之複數殼體所構成，且該些殼 體排成一陣列結構。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之發電裝置，其中，該穀物材料層係由穀物材料之多孔性二氧化矽粉末所構成。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之發電裝置，其中，該穀物材料係帶有正電性且含有二氧化矽與木質素，而該多孔性二氧化矽粉末係帶有比該穀物材料更高之正電性且不含有該穀物材料之木質素。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之發電裝置，更包括基板，該基板係具有第一表面與相對於該第一表面之第二表面，該穀物材料層與該第一電極係分別形成於該基板之第一表面及第二表面上，且該第二電極係形成於該電性材料層之外側表面上。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之發電裝置，其中，該至少一穀物材料層係包括第一穀物材料層與第二穀物材料層以依序設置於該基板之第一表面上，且該電性材料層係對應於該第二穀物材料層。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之發電裝置，其中，該第一穀物材料層與該第二穀物材料層之間係保持非固定狀態，以使該第二穀物材料層分別與該電性材料層及該第一穀物材料層互相作用而產生該電流或該電壓。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之發電裝置，其中，該至少一穀物材料層係包括第一穀物材料層與第二穀物材料層，該第二穀物材料層係介於該第一穀物材料層與 該電性材料層之間，且該第二穀物材料層分別和該第一穀物材料層及該電性材料層相隔第一間隙及第二間隙。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之發電裝置，更包括第三電極、另一電性材料層與另一導線，該第三電極係設置於該第二穀物材料層與該另一電性材料層之間，該導線與該另一導線係分別自該第一電極與該第二電極電性連接至該第三電極，該第一穀物材料層與該第二穀物材料層係分別和該另一電性材料層與該電性材料層互相作用以產生該電流或該電壓。
  14. 一種具有穀物材料之觸控裝置，用以供觸控物進行觸控，該觸控裝置包括：至少一穀物材料層；以及至少一電極，係電性連接該穀物材料層；接地端，係電性連接該電極，其中，該觸控物係用以觸控該穀物材料層，以使該觸控物與該穀物材料層互相作用，俾經由該電極與該接地端產生電流或電壓。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之觸控裝置，其中，該穀物材料層係由穀物材料之一殼體或複數殼體所構成，且該穀物材料之正電性低於該觸控物之正電性。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之觸控裝置，其中，該穀物材料層係由穀物材料之多孔性二氧化矽粉末所構成。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之觸控裝置，更包括基 板，該基板係具有第一表面與相對於該第一表面之第二表面，且該穀物材料層與該電極係分別形成於該基板之第一表面及第二表面上。
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