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摩擦電發(fā)應(yīng)用
1. 按壓式/滑動式摩擦發(fā)電機
按壓式/滑動式摩擦發(fā)電機的原理基于接觸/滑動摩擦起電,采用兩個摩擦電性相反的材料作為摩擦面,通過按壓或滑動的方式,使得兩個材料的表面分別帶有極性相反的電荷。摩擦電荷導(dǎo)致電勢差,驅(qū)動電子在外電路中往復(fù)流動,直接對電子器件供電或給儲能元件充電。
2. 振動式摩擦發(fā)電機
振動式摩擦發(fā)電機是基于摩擦起電和靜電感應(yīng)原理,通過彈簧連接兩種摩擦材料,在環(huán)境振動的作用下實現(xiàn)材料的接觸和分離,從而產(chǎn)生脈沖式電流輸出。振動式摩擦發(fā)電機可以采集建筑物、車輛、甚至生物體的振動能,連續(xù)的為低功耗、便攜式電子設(shè)備或植入式醫(yī)療器件提供能量來源。
3. 旋轉(zhuǎn)式直流摩擦發(fā)電機
旋轉(zhuǎn)式直流摩擦發(fā)電機的原理基于摩擦起電和靜電感應(yīng)現(xiàn)象,采用兩個轉(zhuǎn)盤和兩對碳纖維柔性電刷,通過旋轉(zhuǎn)機械能驅(qū)動下的滑動摩擦和電極切換,產(chǎn)生連續(xù)輸出的直流電。旋轉(zhuǎn)式直流摩擦發(fā)電機可以作為恒定的電流源,直接連續(xù)的用于對電子器件供電或給儲能元件充電。
4. 自供能光束調(diào)節(jié)器
自供能光束調(diào)節(jié)器由摩擦發(fā)電機和壓電纖維片組成。通過兩個摩擦電性相反的材料產(chǎn)生摩擦而輸出的高電壓來驅(qū)動壓電片的彎曲變形,實現(xiàn)對入射光束的調(diào)節(jié)。該光束調(diào)節(jié)器無需高壓電源,在外力的作用下即可將采集的能量直接用于驅(qū)動壓電片,實現(xiàn)宏觀機械運動對微觀致動的遠程控制,具有高效節(jié)能的特點,適用于自驅(qū)動系統(tǒng)。
5. 剎車發(fā)電模擬裝置
本剎車片模擬裝置,利用靜電感應(yīng)原理,收集車輪在日常轉(zhuǎn)動過程中剎車片與車輪相對運動而產(chǎn)生的電能,為車載電子器件、燈具等提供電能,并在剎車瞬間獲得高達數(shù)瓦的電能輸出。
6. 自驅(qū)動無線觸摸報警器
自驅(qū)動無線觸摸報警器將摩擦發(fā)電機與功率調(diào)控電路相結(jié)合,通過電容陣列的串并聯(lián)切換實現(xiàn)降低發(fā)電機輸出電壓、提高輸出電荷總量。同時,由于發(fā)電機的放電時間縮短,其輸出電流和功率得以大幅提高。因此,發(fā)電機受按壓后產(chǎn)生的電信號可直接通過紅外發(fā)射管激發(fā)紅外信號,為自驅(qū)動傳感技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。
7. 紡織品摩擦發(fā)電手套
紡織品摩擦發(fā)電機采用尼龍、滌綸等常見紡織品作為摩擦面,使用導(dǎo)電性較好的碳纖維布或銀纖維布作為電極材料,單次摩擦可產(chǎn)生幾百甚至上千伏的電壓,發(fā)電效果顯著。這種摩擦發(fā)電機柔性較好,將來可用作服裝面料,收集人們?nèi)粘;顒铀a(chǎn)生的能量,給各種便攜式電子設(shè)備供電。而使用本摩擦發(fā)電機制成的發(fā)電手套,可以用作中小學(xué)物理實驗器材、魔術(shù)道具、玩具等領(lǐng)域。
8. 自供能發(fā)光拍手器
發(fā)光拍手器是晚會、演唱會等娛樂場合的常用商品,但目前市面上的發(fā)光拍手器都是使用電池供電,這不僅是一種資源浪費,還對環(huán)境有潛在威脅。本發(fā)光拍手器采用摩擦發(fā)電機代替電池給LED供電,不僅成本低廉,節(jié)能環(huán)保,且更具趣味性,有利于推廣摩擦發(fā)電機在玩具領(lǐng)域的應(yīng)用,具有廣闊的市場前景。
9. 柔性透明摩擦發(fā)電機
柔性透明摩擦發(fā)電機采用的是全透明的聚合物基底和電極,聚合物薄膜表面用微加工的方法制作各種規(guī)則的微型陣列結(jié)構(gòu),以此增強摩擦效應(yīng)從而提高納米發(fā)電機的輸出效率,3cm×3cm的柔性器件即可同時點亮50多盞LED燈。兼具柔性和透明特性的納米發(fā)電機在光學(xué)器件、電子顯示器件、個人電子設(shè)備等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
10. 碟式寬頻摩擦發(fā)電機
碟式寬頻摩擦發(fā)電機的原理基于滑動式摩擦起電效應(yīng),摩擦電序不同的兩種薄膜材料分別固定于兩個尺寸不同的圓盤上,實現(xiàn)充分接觸的相對滑動,并通過三個彈簧,使每次相對滑動之后,兩圓盤上的摩擦材料均可恢復(fù)到初始狀態(tài)。碟式寬頻摩擦發(fā)電機可用于收集各種震動頻率的機械能,用于電子器件的供電或給儲能元件充電。
11. 腳踏式摩擦發(fā)電機
腳踏式摩擦發(fā)電機的原理基于按壓式摩擦起電效應(yīng),夾層并聯(lián)式的結(jié)構(gòu),使得輸出電流能在空間范圍的情況下增大一倍。中間波浪式的夾層不僅能夠作為并聯(lián)摩擦發(fā)電機的摩擦面,也可以起到接受外界應(yīng)力之后恢復(fù)到原始位置的作用,從而實現(xiàn)器件的連續(xù)工作。腳踏式摩擦發(fā)電機可用于收集人走路時按壓地面產(chǎn)生的能量,用以驅(qū)動電子器件或能量存儲。
12. 潮汐能收集裝置
海洋約占地球面積的71%,其存在著大量的能源有待我們?nèi)ラ_發(fā)利用。潮汐作為海洋中的自然現(xiàn)象,其存在的能量長期以來都無法得到利用,造成能源的浪費。潮汐能收集裝置依靠海浪的拍打,促使摩擦面的接觸分離,將機械能轉(zhuǎn)化為電能,實現(xiàn)能量的收集。此裝置成本低廉,利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),有著廣發(fā)的應(yīng)用前景。
13. 自供能電子浮漂
電子浮漂在海洋科學(xué),環(huán)境監(jiān)測中具有重要應(yīng)用。但是現(xiàn)在市場上的電子浮漂都是使用電池供電,造成能源的浪費。本電子浮漂通過摩擦發(fā)電機的接觸分離,產(chǎn)生電能給LED燈供能。并且可以作為震動和位置傳感器,精確判定海浪大小,充分利用了海洋機械能,具有廣闊的應(yīng)用前景。
14. 單電極摩擦發(fā)電球
基于摩擦起電和靜電感應(yīng)現(xiàn)象,三維球形摩擦發(fā)電機可以有效的收集周圍全空間的振動能量。該系統(tǒng)采用單電極模式,在接觸分離和滑動摩擦兩種形式下,金屬電極失去電子,從而帶正電荷,導(dǎo)致與接地端產(chǎn)生電勢差,驅(qū)動外電路中電子的流動。
15. 地毯地位裝置
地毯定位裝置采用單電極模式。行人鞋上帶有的電荷,通過靜電感應(yīng)現(xiàn)象,使摩擦發(fā)電機感應(yīng)出極性相反的電荷。這些電荷和地之間存在著電勢差,從而驅(qū)動電子在外電路中流動。該地毯定位裝置不僅可以精確的判斷出行人的具體位置,還可以收集行人走路的機械能。、
16. 風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置
風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置是一種將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,基于接觸分離式和滑動式摩擦的結(jié)合,通過風(fēng)吹動轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動帶動多個摩擦板連續(xù)工作,產(chǎn)生高頻輸出的交流電,通過整流橋直接連續(xù)的用于對電子器件供電或給儲能元件充電。
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