同濟大學朱興一獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉同濟大學申請的專利一種基于單向動態電荷補償的高效旋轉納米發電機獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120357763B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-26發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510838186.6,技術領域涉及:H02N1/04;該發明授權一種基于單向動態電荷補償的高效旋轉納米發電機是由朱興一;王藝;劉帥年設計研發完成,并于2025-06-23向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于單向動態電荷補償的高效旋轉納米發電機在說明書摘要公布了:本發明提出一種基于單向動態電荷補償的高效旋轉納米發電機,包括獨立層式納米發電機,用于實現機械能向電能的轉換;還包括電荷發生及輸運模塊和驅動系統;電荷發生及輸運模塊,基于摩擦起電和靜電感應,以及單向電荷輸運路徑,為獨立層式納米發電機提供單向動態電荷補償,實現電荷的持續生成與積累;驅動系統為獨立層式納米發電機和電荷發生及輸運模塊提供必要的結構支撐及機械驅動力。本發明通過單向電荷輸運實現電荷在摩擦界面上的持續累積,有效突破傳統納米發電機表面電荷密度的理論閾值限制,顯著提升輸出性能;電荷發生及輸運模塊與獨立層式發電機物理上分離,功能上互補,便于制造與維護,提升了系統結構靈活性與集成兼容性。
本發明授權一種基于單向動態電荷補償的高效旋轉納米發電機在權利要求書中公布了:1.一種基于單向動態電荷補償的高效旋轉納米發電機,包括獨立層式納米發電機(B),所述獨立層式納米發電機(B)基于摩擦起電和靜電感應效應,實現機械能向電能的轉換; 其特征在于, 還包括電荷發生及輸運模塊(C)和驅動系統(A); 所述電荷發生及輸運模塊(C),基于摩擦起電和靜電感應效應,以及單向電荷輸運路徑,為所述獨立層式納米發電機(B)提供單向動態電荷補償,實現電荷的持續生成與積累; 所述驅動系統(A)同時與獨立層式納米發電機(B)、電荷發生及輸運模塊(C)相連,為所述獨立層式納米發電機(B)和電荷發生及輸運模塊(C)提供結構支撐及機械驅動力; 所述驅動系統(A)包括主動軸(A01)、從動軸(A02)、旋轉電機(A03)、支撐架(A04)以及傳送帶(A05),所述主動軸(A01)、從動軸(A02)平行安裝于支撐架(A04),所述主動軸(A01)與旋轉電機(A03)的輸出軸同軸連接,所述主動軸(A01)與從動軸(A02)通過傳送帶(A05)傳動連接;由旋轉電機(A03)驅動主動軸(A01)旋轉,并通過傳送帶(A05)帶動從動軸(A02)同步轉動; 所述獨立層式納米發電機(B)包括與驅動系統的主動軸(A01)同軸布置的發電機轉子和發電機定子;所述發電機轉子與主動軸(A01)緊配合,隨主動軸(A01)旋轉;所述發電機定子貼附在支撐架(A04)上; 所述發電機轉子上設有輸出極組(B01),所述發電機定子上設有電荷存儲極組(B03),輸出極組(B01)與電荷存儲極組(B03)之間設置有介電層(B02); 所述介電層(B02)貼附于輸出極組(B01)表面,介電層(B02)表面與電荷存儲極組(B03)保持接觸摩擦; 所述電荷發生及輸運模塊(C)包括:摩擦起電組件(C01)、靜電感應組件(C02)、電刷(C03)、接地電極(C04);其中: 所述摩擦起電組件(C01)環繞敷設于所述驅動系統的從動軸A02靠近旋轉電機(A03)的一段表面;所述靜電感應組件(C02)環繞敷設于所述驅動系統的主動軸(A01)靠近旋轉電機(A03)的一段表面; 所述傳送帶(A05)為環形帶狀結構,套設在主動軸(A01)與從動軸(A02)之間,傳送帶的內表面與摩擦起電組件(C01)和靜電感應組件(C02)接觸,形成循環運動路徑;驅動系統的主動軸(A01)在旋轉電機(A03)的作用下轉動,帶動所述傳送帶(A05)在摩擦起電組件(C01)與靜電感應組件(C02)之間循環傳動; 所述電刷(C03)設置于靜電感應組件(C02)鄰近區域,一側通過導線與獨立層式納米發電機的電荷存儲極組(B03)電氣連接,另一側與傳送帶(A05)靠近主動軸區域的外表面接觸,形成電子遷移路徑,用于引出電荷存儲極組(B03)表面所感應的負電荷至傳送帶(A05)外表面,實現正電荷在電荷存儲極組(B03)中的動態補償; 所述接地電極(C04)設置于從動軸(A02)鄰近區域,與傳送帶(A05)的外表面接觸,在摩擦起電組件(C01)攜帶的負電荷產生的強電場作用下通過接地電極向地面釋放,形成穩定的單向電荷輸運路徑。
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