一种基于新型转子结构的海上发电机
专利汇可以提供一种基于新型转子结构的海上发电机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及新型绿色 可再生 能源 获取技术领域，公开了一种基于新型 转子 结构的海上发 电机 ，包括 传动系统 、转子、 定子 、 电能 储存设备；由传动系统收集 波浪能 、海洋能转化为机械能驱动转子和定子之间产生相互滑动，所述的转子具有第一种 半导体 层，且该第一种半导体层表面为阵列结构，在其背面设有第一 电极 ，所述的定子具有第二种半导体层或者金属层，在该层背面设有第二电极，所述的第一种半导体层与第二种半导体层或金属层相互 接触 并可相对滑动，即可产生直流电能输出，储存在电能储存设备中，所述的第一种半导体层与第二种半导体层或金属层的费米能级不同。本发明的发电机可以在极限环境下稳定工作，可以做到轻质化，柔性化。，下面是一种基于新型转子结构的海上发电机专利的具体信息内容。
1.一种基于新型转子结构的海上发电机，其特征在于，包括传动系统、转子(1)、定子(2)、电能储存设备(3)；由传动系统收集波浪能、海洋能转化为机械能驱动转子和定子之间产生相互滑动，所述的转子(4)具有第一种半导体层，且该第一种半导体层表面为阵列结构，在其背面设有第一电极(5)，所述的定子(2)具有第二种半导体层或者金属层，在该层背面设有第二电极(7)，所述的第一种半导体层与第二种半导体层或金属层相互接触并可相对滑动，即可产生直流电能输出，储存在电能储存设备(3)中，所述的第一种半导体层与第二种半导体层或金属层的费米能级不同。
2.根据权利要求1所述的一种基于新型转子结构的海上发电机，其特征在于，所述的第一种半导体层表面还设有绝缘层。
3.根据权利要求1所述的一种基于新型转子结构的海上发电机，其特征在于，所述的绝缘层采用二氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化硼、氮化铝、氧化铪中的一种。
4.根据权利要求3所述的一种基于新型转子结构的海上发电机，其特征在于，所述的绝缘层厚度不超过100nm。
5.根据权利要求1所述的一种基于新型转子结构的海上发电机，其特征在于，所述的阵列结构为规则排布的任意形状凸起阵列。
6.根据权利要求1所述的一种基于新型转子结构的海上发电机，其特征在于，所述的第一、第二种半导体层均选自石墨烯、硅、砷化镓、铟镓砷、二硫化钼、黑鳞、氧化锌、锗、氮化硅、碲化镉、氮化镓、磷化铟。
7.根据权利要求1所述的一种基于新型转子结构的海上发电机，其特征在于，所述的金属层为金、铁、钯、铜、银、钛、铬、镍、铂和铝中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种基于新型转子结构的海上发电机，其特征在于，所述的第一电极(5)与第二电极(7)均选自金、钯、铜、银、钛、铬、镍、铂和铝中的一种或者几种的复合电极，厚度为1-500nm。
一种基于新型转子结构的海上发电机
技术领域
背景技术
发明内容
2)转子表面设置第一种半导体层(4)并制备分形结构，背面制作第一电极(5)；
3)在第一种半导体层(4)正面生长一层绝缘层(6)；
4)在定子表面设置第二种半导体/金属层(2)背面制作第二电极(7)；
5)海浪带动转子转动，第一种半导体(4)绝缘层(6)与第二种半导体/金属层(2)正面形成可滑动的接触，即可产生直流电能源输出；
6)将产生的电能储存在储能设备(3)中；
7)将转子、定子、电能储存设备集成起来，利用收集的电能给电气设备供电。
与传统的纳米发电机相比，本发明的发电机不需要使用绝缘或压电材料，不会限制电流。且不需要外加整流电流即可得到直流电，可以直接给外部电路供电，工作稳定。原理与结构上属于首创，不受位移电流的限制，具有先进性。利用机械力输入破坏了耗尽层中的漂移-扩散平衡，耗尽层的区域电荷持续充放电，从而输出电压和电流。同时采用阵列结构界面，更多载流子可以在结区的极强内建电场的作用下反弹分离，可以得到极高的电流密度；
且通过进一步添加绝缘层可以提高发电电压，实现不使用外部电路直接给电子元器件供电。
附图说明
图3为基于石墨烯/N型硅的发电机的I-V曲线图；
图4为基于石墨烯/N型硅的发电机的连续电流发电图；
图5为基于石墨烯/N型硅的发电机在不同湿度下的连续电流发电图；
图6为基于石墨烯/10nm氮化铝/P型硅的发电机的I-V曲线图；
图7为基于石墨烯/10nm氮化铝/P型硅新型的发电机的连续电压发电图；
图8为基于石墨烯/10nm氮化铝/P型硅新型的发电机在不同温度下的连续电压发电图；
具体实施方式
本发明中的阵列结构的制备可以采用液压、对辊热压、纳米压印技术、光刻腐蚀或者其他任意已报道的方法。
2)在N型掺杂的中空硅棒上的内表面不生长绝缘层；
3)制作石墨烯膜阵列结构转子；
4)海面潮汐推动石墨烯膜转子转动，与中空硅棒接触并相互移动即可得到一个基于新型转子结构的直流发电机，产生电信号；
5)将产生的电能用电能存储设备存储，给电气设备供电；
按照上述方法设计一个直径一米，长十米的封闭石墨烯/硅棒发电机组件，组件外部为中空的硅棒定子，内部为级联的石墨烯转子，石墨烯与硅表面接触，接触面积约为31.4m2。
海洋波浪能通过石墨烯转子的中空部分，带动中间转子的连续转动。牵引指标新型发电机功率密度为500W/m2，发电功率是15.7kW。因此每个组件每天可以发电376.8kW.h，以100米的间隔，每平方公里海域可以铺设100个发电机组件，每公里海域一天最大就可以发电37兆W.h。
2)在P型掺杂的中空硅棒上的内表面生长一层10nm的氮化铝；
3)制作石墨烯膜阵列结构转子；
4)海底波浪能推动石墨烯膜转子转动，与中空硅棒接触并相互移动即可得到一个基于新型的直流发电机，产生电信号；
5)将产生的电能用电能存储设备存储，给电气设备供电；
2)在P型掺杂的中空硅棒的内表面不生长绝缘层；
3)制作石墨烯膜阵列结构转子；
4)海底波浪能推动石墨烯膜转子转动，与中空硅棒接触并相互移动即可得到一个基于新型的直流发电机，产生电信号；
5)将产生的电能用电能存储设备存储，给电气设备供电；
经大量实验研究发现，本发明的直流发电机中绝缘层的厚度最佳范围为不超过100nm，当绝缘层厚度过厚时载流子无法通过，绝缘层太薄则势垒高度增加有限。适当的绝缘层厚度可以大大提高发电机的输出电压，并且有限降低电流输出。Si材料输出电流密度高，电压相对较低。本发明的新型转子结构海上发电机可收集波浪能、海洋能等转化为机械能后通过转子与定子相互滑动直接转换为直流电能，存储在储能设备中，可为电气设备持续提供可再生、清洁的能源。
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