本發明屬于儲能(neng)，涉及一種致動器發電儲能(neng)薄板。

背景技術：

1、目前(qian)(qian)，尋找全新的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量形式已(yi)經較為(wei)艱難(nan)，研究人(ren)員往往需要設法將已(yi)知但(dan)無序的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)源轉化(hua)為(wei)可存儲、可利用的(de)(de)(de)有(you)序能(neng)(neng)(neng)源，例如(ru)(ru)(ru)將太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)轉化(hua)為(wei)電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)。目前(qian)(qian)可民用的(de)(de)(de)清潔能(neng)(neng)(neng)源技(ji)術或(huo)生電(dian)(dian)技(ji)術，如(ru)(ru)(ru)太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)光伏(fu)發(fa)電(dian)(dian)技(ji)術、風(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)技(ji)術，存在(zai)(zai)著設備成(cheng)本高、裝置重量大和適用天氣受限的(de)(de)(de)不(bu)足(zu)。首先，由(you)于目前(qian)(qian)的(de)(de)(de)生電(dian)(dian)系(xi)統多以機械(xie)系(xi)統為(wei)主，因此發(fa)電(dian)(dian)裝置如(ru)(ru)(ru)太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)光伏(fu)發(fa)電(dian)(dian)板和風(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)螺旋槳的(de)(de)(de)重量都較大，不(bu)易運輸，且成(cheng)本較高。同(tong)時由(you)于太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)、風(feng)力(li)的(de)(de)(de)使(shi)用通常需要在(zai)(zai)高處(chu)運作，因而這些機械(xie)裝置也(ye)存在(zai)(zai)著從高處(chu)脫落墜地(di)，甚至致人(ren)傷(shang)亡(wang)的(de)(de)(de)風(feng)險。

2、其次，太陽能(neng)(neng)光伏(fu)發(fa)電(dian)技(ji)術已十分(fen)成熟，但依然(ran)受(shou)到(dao)(dao)天(tian)氣(qi)的(de)(de)影響(xiang)而(er)無(wu)法(fa)穩定(ding)生電(dian)，也受(shou)到(dao)(dao)地(di)域氣(qi)候的(de)(de)影響(xiang)而(er)無(wu)法(fa)普及推廣應(ying)用到(dao)(dao)各(ge)個(ge)地(di)區。風力發(fa)電(dian)也受(shou)到(dao)(dao)了(le)相同的(de)(de)限制。對(dui)任何地(di)域，一(yi)天(tian)當中溫度與濕度的(de)(de)變化均是顯(xian)著的(de)(de)，現有技(ji)術利用環境(jing)刺激的(de)(de)強度而(er)未能(neng)(neng)利用環境(jing)刺激的(de)(de)變化程度發(fa)電(dian)儲能(neng)(neng)，這是值得改進的(de)(de)。

技術實現思路

1、本(ben)發(fa)(fa)明提供了一種致(zhi)動器(qi)發(fa)(fa)電(dian)(dian)儲(chu)能薄(bo)板，是利用柔性致(zhi)動器(qi)儲(chu)能的綠色儲(chu)能系統，可以將自(zi)然能源(光、熱、濕(shi))轉化(hua)為(wei)電(dian)(dian)能。當(dang)自(zi)然光照明變(bian)化(hua)或環(huan)境相對濕(shi)度變(bian)化(hua)時，“凹”式結(jie)構的mxene/pdms致(zhi)動器(qi)響(xiang)應刺激(ji)發(fa)(fa)生彎曲致(zhi)動或展平致(zhi)動，將光、熱、濕(shi)度形(xing)式的環(huan)境刺激(ji)轉化(hua)為(wei)機械(xie)能；同時切割磁感線，又將機械(xie)能轉化(hua)為(wei)電(dian)(dian)能，并(bing)通過橋式電(dian)(dian)路存(cun)儲(chu)于電(dian)(dian)容/電(dian)(dian)池中。

2、本(ben)發明采(cai)用(yong)的技(ji)術方(fang)案是：

3、一種(zhong)致(zhi)動(dong)器(qi)發(fa)電(dian)儲(chu)(chu)能(neng)薄板(ban)，包括儲(chu)(chu)能(neng)板(ban)殼體，所(suo)(suo)述(shu)儲(chu)(chu)能(neng)板(ban)殼體的(de)底面安裝有柔性致(zhi)動(dong)器(qi)，所(suo)(suo)述(shu)柔性致(zhi)動(dong)器(qi)與(yu)儲(chu)(chu)能(neng)電(dian)路(lu)連接(jie)形成致(zhi)動(dong)器(qi)-電(dian)池回路(lu)，所(suo)(suo)述(shu)柔性致(zhi)動(dong)器(qi)的(de)前后(hou)兩側(ce)分別安裝有不(bu)同磁極的(de)磁體。

4、進一(yi)步(bu)，所述柔(rou)性致動(dong)(dong)器包括多(duo)個u型的(de)(de)mxene/pdms致動(dong)(dong)薄(bo)膜，多(duo)個所述mxene/pdms致動(dong)(dong)薄(bo)膜橫向設(she)置(zhi)于儲(chu)能板殼體內部(bu)的(de)(de)底面(mian)上，相(xiang)鄰的(de)(de)mxene/pdms致動(dong)(dong)薄(bo)膜之間通過導線相(xiang)連，最外側的(de)(de)兩mxene/pdms致動(dong)(dong)薄(bo)膜分別(bie)與儲(chu)能電(dian)路(lu)的(de)(de)相(xiang)應引腳連接(jie)。

5、進(jin)一步，所述mxene/pdms致動薄膜的開口處兩(liang)端部通過夾塊固定于底(di)面。

6、進(jin)一步，相鄰的所述mxene/pdms致(zhi)動薄膜之間(jian)于開口處(chu)端部通(tong)過導線連接。

7、進(jin)一步(bu)，所述mxene/pdms致動薄膜的長寬比(bi)的范(fan)圍在(zai)3:1到10:1之間(jian)。

8、進一(yi)步(bu)，所述儲(chu)能板(ban)殼體的(de)頂部是透(tou)明的(de)，方(fang)便自然光照入射。

9、進(jin)一步，所(suo)述儲(chu)能板殼體(ti)的其中一個側(ce)面安裝有氣體(ti)滲透膜，保證儲(chu)能板殼體(ti)內外的濕度一致。

10、進一步，所述儲(chu)能板殼體內在柔性致(zhi)動器的前后(hou)兩側(ce)設置有(you)放置磁體的卡位。

11、進一步(bu)，s極(ji)的(de)(de)(de)所述(shu)磁(ci)體設置(zhi)在(zai)儲(chu)能(neng)電路側并與(yu)儲(chu)能(neng)電路之間(jian)(jian)通過封閉隔板(ban)隔開，n極(ji)的(de)(de)(de)所述(shu)磁(ci)體設置(zhi)在(zai)安裝(zhuang)有氣體滲(shen)(shen)透膜的(de)(de)(de)一側。s極(ji)磁(ci)體的(de)(de)(de)外(wai)側是一塊(kuai)封閉隔板(ban)，將獲(huo)(huo)取(qu)(qu)刺(ci)激(ji)模塊(kuai)與(yu)儲(chu)能(neng)電路模塊(kuai)分開，用以保持儲(chu)能(neng)電路空間(jian)(jian)的(de)(de)(de)干燥、潔凈，防(fang)止電路受到環境因素影響；n極(ji)磁(ci)體外(wai)側是一層氣體滲(shen)(shen)透膜，使(shi)得(de)水蒸氣可以自由出入獲(huo)(huo)取(qu)(qu)刺(ci)激(ji)的(de)(de)(de)空間(jian)(jian)，使(shi)得(de)致動(dong)器導體可以獲(huo)(huo)取(qu)(qu)濕(shi)(shi)度刺(ci)激(ji)，保持薄板(ban)內(nei)外(wai)濕(shi)(shi)度一致。

12、進一(yi)步，所述儲(chu)能(neng)電路包括一(yi)個由四個二極管組成(cheng)橋式整(zheng)(zheng)流(liu)器(qi)(qi)、儲(chu)能(neng)電容(rong)或(huo)電池，所述橋式整(zheng)(zheng)流(liu)器(qi)(qi)的(de)兩(liang)(liang)交流(liu)輸入引(yin)腳(jiao)分(fen)(fen)別與柔性致動器(qi)(qi)的(de)兩(liang)(liang)輸出線連(lian)接(jie)，所述橋式整(zheng)(zheng)流(liu)器(qi)(qi)的(de)兩(liang)(liang)直(zhi)流(liu)輸出引(yin)腳(jiao)分(fen)(fen)別與儲(chu)能(neng)電容(rong)或(huo)電池的(de)兩(liang)(liang)端連(lian)接(jie)。橋式整(zheng)(zheng)流(liu)器(qi)(qi)能(neng)夠將(jiang)交流(liu)變壓電路輸出的(de)交流(liu)電轉(zhuan)換成(cheng)單向脈動性直(zhi)流(liu)電，在(zai)本應用場(chang)景中可以用于(yu)單向儲(chu)能(neng)。

13、本(ben)發明的有(you)益效果(guo)：

14、1、充分利(li)(li)(li)用(yong)了柔性致動器的(de)(de)彎曲(qu)致動功能，將環(huan)境中(zhong)的(de)(de)光、濕度、溫度刺(ci)激(ji)轉(zhuan)化(hua)并存儲(chu)成了電(dian)能。與(yu)太陽能光伏(fu)發電(dian)技(ji)術相比(bi)，本發明(ming)雖(sui)然在(zai)生(sheng)電(dian)效率上不及光伏(fu)發電(dian)，但(dan)天(tian)(tian)(tian)氣適(shi)(shi)應能力(li)更強，即致動器發電(dian)儲(chu)能薄板(ban)不僅能夠在(zai)晴天(tian)(tian)(tian)利(li)(li)(li)用(yong)光刺(ci)激(ji)發電(dian)，還能在(zai)雨(yu)天(tian)(tian)(tian)利(li)(li)(li)用(yong)濕度刺(ci)激(ji)發電(dian)，甚至可以(yi)在(zai)多云而悶熱的(de)(de)天(tian)(tian)(tian)氣下(xia)利(li)(li)(li)用(yong)溫度刺(ci)激(ji)發電(dian)，比(bi)太陽能光伏(fu)發電(dian)更加適(shi)(shi)用(yong)于多云多雨(yu)地(di)區的(de)(de)清(qing)潔能源生(sheng)產(chan)。同時，本發明(ming)使(shi)用(yong)的(de)(de)致動導(dao)體由致動器薄膜制成，與(yu)目前民用(yong)或家用(yong)的(de)(de)清(qing)潔能源設備相比(bi)具有輕薄、重量小的(de)(de)優點。

15、2、選用mxene材(cai)料(liao)(liao)制備的(de)mxene基致動器。mxene是一種碳材(cai)料(liao)(liao)家族的(de)新(xin)型二維材(cai)料(liao)(liao)，具有諸(zhu)多(duo)優(you)異的(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)，如優(you)良的(de)導(dao)電(dian)性(xing)(xing)(xing)、導(dao)熱(re)性(xing)(xing)(xing)、電(dian)磁波吸收能(neng)力(li)、親(qin)水性(xing)(xing)(xing)，保證了(le)(le)致動器的(de)高效(xiao)彎曲(qu)能(neng)力(li)和(he)(he)導(dao)電(dian)能(neng)力(li)。不過(guo)，該致動材(cai)料(liao)(liao)可替換為其他(ta)柔性(xing)(xing)(xing)材(cai)料(liao)(liao)，可以根據不同地區的(de)氣(qi)候(hou)與天氣(qi)靈活(huo)調整材(cai)料(liao)(liao)類(lei)型、致動結構和(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)濃度(du)等致動特性(xing)(xing)(xing)，以適應(ying)不同需求，進一步增強了(le)(le)儲能(neng)系統的(de)環境(jing)適應(ying)能(neng)力(li)。

技術特征：

1.一種(zhong)致(zhi)(zhi)動器發電儲能薄板，包括儲能板殼體(ti)(ti)，所述儲能板殼體(ti)(ti)的底面安裝(zhuang)(zhuang)有(you)柔性(xing)致(zhi)(zhi)動器，所述柔性(xing)致(zhi)(zhi)動器與(yu)儲能電路(lu)連(lian)接形成致(zhi)(zhi)動器-電池回路(lu)，所述柔性(xing)致(zhi)(zhi)動器的前后兩側分(fen)別安裝(zhuang)(zhuang)有(you)不同(tong)磁(ci)極的磁(ci)體(ti)(ti)。

2.根(gen)據(ju)權利(li)要求1所述(shu)的一種致(zhi)動器發(fa)電儲(chu)能薄(bo)(bo)板，其特征(zheng)在于(yu)：所述(shu)柔性(xing)致(zhi)動器包(bao)括多個(ge)u型的mxene/pdms致(zhi)動薄(bo)(bo)膜(mo)，多個(ge)所述(shu)mxene/pdms致(zhi)動薄(bo)(bo)膜(mo)橫向設置(zhi)于(yu)儲(chu)能板殼體(ti)內部的底面上，相(xiang)(xiang)鄰的mxene/pdms致(zhi)動薄(bo)(bo)膜(mo)之間通(tong)過(guo)導線相(xiang)(xiang)連，最外側(ce)的兩mxene/pdms致(zhi)動薄(bo)(bo)膜(mo)分別與儲(chu)能電路的相(xiang)(xiang)應引腳連接。

3.根據權(quan)利要求2所述的(de)一種致動(dong)器發電儲能薄板，其(qi)特(te)征在于(yu)：所述mxene/pdms致動(dong)薄膜的(de)開(kai)口(kou)處兩端部(bu)通過夾塊(kuai)固(gu)定于(yu)底面。

4.根據權利(li)要求2所(suo)述(shu)的一(yi)種致動器發電儲能薄(bo)(bo)板，其特征(zheng)在于：相鄰(lin)的所(suo)述(shu)mxene/pdms致動薄(bo)(bo)膜之間(jian)于開口處端(duan)部通過導線連接。

5.根據權利要求2所(suo)述(shu)的一(yi)種致動器發(fa)電(dian)儲能薄板，其(qi)特征在(zai)于：所(suo)述(shu)mxene/pdms致動薄膜的長(chang)寬比的范(fan)圍在(zai)3:1到10:1之間。

6.根據權利(li)要求1所(suo)述的(de)一(yi)種致動器發電(dian)儲能薄板(ban)，其特征在(zai)于：所(suo)述儲能板(ban)殼體的(de)頂部是透(tou)明的(de)。

7.根(gen)據權利要求6所述的(de)一種致動器發電儲(chu)能薄(bo)板，其特征在于：所述儲(chu)能板殼體的(de)其中一個(ge)側面安(an)裝有氣體滲透膜。

8.根據權利要求1所述(shu)的(de)一(yi)種致動器發電儲能(neng)薄板，其特征在于：所述(shu)儲能(neng)板殼體(ti)內在柔(rou)性致動器的(de)前后兩側(ce)設置(zhi)有放置(zhi)磁體(ti)的(de)卡位。

9.根據(ju)權利要求8所述的(de)一(yi)種(zhong)致動器發電儲能(neng)(neng)薄板(ban)，其特征在于：s極的(de)所述磁(ci)體設置(zhi)在儲能(neng)(neng)電路側并與儲能(neng)(neng)電路之(zhi)間通過封閉(bi)隔板(ban)隔開，n極的(de)所述磁(ci)體設置(zhi)在安裝有氣體滲透膜的(de)一(yi)側。

10.根據權(quan)利(li)要(yao)求(qiu)1所(suo)述(shu)(shu)的(de)(de)一種致(zhi)(zhi)動器(qi)發電(dian)儲(chu)能(neng)(neng)薄板，其特征(zheng)在于(yu)：所(suo)述(shu)(shu)儲(chu)能(neng)(neng)電(dian)路包括一個由四個二極管組成橋(qiao)式(shi)整流(liu)(liu)器(qi)、儲(chu)能(neng)(neng)電(dian)容(rong)或電(dian)池，所(suo)述(shu)(shu)橋(qiao)式(shi)整流(liu)(liu)器(qi)的(de)(de)兩交流(liu)(liu)輸(shu)入引腳(jiao)分(fen)別與柔性致(zhi)(zhi)動器(qi)的(de)(de)兩輸(shu)出(chu)線連接，所(suo)述(shu)(shu)橋(qiao)式(shi)整流(liu)(liu)器(qi)的(de)(de)兩直流(liu)(liu)輸(shu)出(chu)引腳(jiao)分(fen)別與儲(chu)能(neng)(neng)電(dian)容(rong)或電(dian)池的(de)(de)兩端連接。

技術總結
一種致動器發電儲能薄板，包括儲能板殼體，所述儲能板殼體的底面安裝有柔性致動器，所述柔性致動器與儲能電路連接形成致動器?電池回路，所述柔性致動器的前后兩側分別安裝有不同磁極的磁體。本發明充分利用了柔性致動器的彎曲致動功能，將環境中的光、濕度、溫度刺激轉化并存儲成了電能。同時，本發明使用的致動導體由致動器薄膜制成，與目前民用或家用的清潔能源設備相比具有輕薄、重量小的優點。

技術研發人員：李德釗,張嘉業,王燁,張烜煜,張文雙,陳思遠,馬佳旗,吳一凡
受保護的技術使用者：浙江工業大學
技術研發日：
技術公布日：2024/9/19