JP6932481B2 - 摩擦電気発電機 - Google Patents
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Description
111,111’,211 第1電極
120,220 第2基板
121,221 第2電極
130,130’ エネルギー発生層
150 スペーサ
170 測定回路
231 第1エネルギー発生層
232 第2エネルギー発生層
601,602,603 エネルギー発生ユニット
Claims (37)
- 互いに対向するように設けられる第1電極及び第2電極と、
前記第1電極に設けられ、他の物質との接触によって、電気エネルギーを発生させるものであり、二次元形状の結晶構造を有する二次元物質を含む第1エネルギー発生層と、を含み、
前記第1エネルギー発生層が表面層である、摩擦電気発電機。 - 前記二次元物質は、h−BN(hexagonal-boron nitride)及びTMD(transition metal dichalcogenide)のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の摩擦電気発電機。
- 前記TMDは、Mo、W、Nb、V、Ta、Ti、Zr、Hf、Tc、Re、Cu、Ga、In、Sn、Ge及びPbからなるグループのうちから選択された1つの金属元素と、S、Se及びTeからなるグループのうちから選択された1つのカルコゲン元素と、を含むことを特徴とする請求項2に記載の摩擦電気発電機。
- 前記二次元物質は、単層構造または複層構造を有することを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の摩擦電気発電機。
- 前記二次元物質は、0.3nm〜1,000nmの厚みを有することを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の摩擦電気発電機。
- 前記二次元物質は、n型ドーパント又はp型ドーパントによってドーピングされていることを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第1電極と前記第2電極との間に設けられたスペーサをさらに含むことを特徴とする請求項1から6の何れか一項に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第1エネルギー発生層は、前記第2電極との接触によって、電気エネルギーを発生させることを特徴とする請求項1から7の何れか一項に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第1電極及び前記第1エネルギー発生層が設けられる第1基板と、前記第2電極が設けられる第2基板とのうち少なくとも1枚をさらに含むことを特徴とする請求項1から8の何れか一項に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第1エネルギー発生層は、前記第2電極または前記第2基板との接触によって、電気エネルギーを発生させることを特徴とする請求項9に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第1基板及び第2基板のうち少なくとも1枚は、伸縮性があることを特徴とする請求項9または10に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第1基板及び第2基板のうち少なくとも1枚は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、ポリイミド(PI)、テフロン(登録商標)、ウレタン及びナイロンからなるグループのうちから選択された少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項9から11の何れか一項に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第1基板及び第2基板のうち少なくとも1枚は、200%以下の伸張率を有することを特徴とする請求項9から12の何れか一項に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第1基板及び第2基板のうち少なくとも1枚は、波状の表面を有することを特徴とする請求項9から13の何れか一項に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第1電極及び前記第1エネルギー発生層は、前記第1基板の表面に対応する形態を有し、前記第2電極は、前記第2基板の表面に対応する形態を有することを特徴とする請求項9から14の何れか一項に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第1電極及び第2電極のうち少なくとも一つは、カーボンナノチューブ(CNT)、グラフェン、Agナノワイヤ、金属及び金属メッシュからなるグループのうちから選択された少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1から15の何れか一項に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第2電極に設けられ、前記第1エネルギー発生層との接触によって、電気エネルギーを発生させる第2エネルギー発生層をさらに含むことを特徴とする請求項1から16の何れか一項に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第1電極及び前記第1エネルギー発生層が設けられる第1基板と、前記第2電極及び前記第2エネルギー発生層が設けられる第2基板とのうち少なくとも1枚をさらに含むことを特徴とする請求項17に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第1基板及び第2基板のうち少なくとも1枚は、伸縮性があることを特徴とする請求項18に記載の摩擦電気発電機。
- 互いに対向するように設けられ、伸縮性を有する第1電極及び第2電極と、
前記第1電極に設けられ、他の物質との接触によって、電気エネルギーを発生させる第1エネルギー発生層と、を含み、
前記第1エネルギー発生層は、ナノサイズを有する一次元形状の一次元ナノ物質、及び二次元形状の結晶構造を有する二次元物質のうち少なくとも一つを含み、
前記第1エネルギー発生層が表面層である、摩擦電気発電機。 - 前記第1エネルギー発生層は、二次元形状の結晶構造を有する二次元物質を含むことを特徴とする請求項20に記載の摩擦電気発電機。
- 前記一次元ナノ物質は、カーボンナノチューブを含み、前記二次元物質は、グラフェン、h−BN(hexagonal-boron nitride)及びTMD(transition metal dichalcogenide)のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項21に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第1エネルギー発生層は、前記第2電極との接触によって、電気エネルギーを発生させることを特徴とする請求項20から22の何れか一項に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第1電極及び前記第1エネルギー発生層が設けられる伸縮性がある第1基板と、前記第2電極が設けられる伸縮性がある第2基板とのうち少なくとも1枚をさらに含むことを特徴とする請求項20から23の何れか一項に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第1エネルギー発生層は、前記第2電極または前記第2基板との接触によって、電気エネルギーを発生させることを特徴とする請求項24に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第1基板及び第2基板のうち少なくとも1枚は、波状の表面を有することを特徴とする請求項24または25に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第1電極及び前記第1エネルギー発生層は、前記第1基板の表面に対応する形態を有し、前記第2電極は、前記第2基板の表面に対応する形態を有することを特徴とする請求項24から26の何れか一項に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第2電極に設けられ、前記第1エネルギー発生層との接触によって、電気エネルギーを発生させる第2エネルギー発生層をさらに含むことを特徴とする請求項20から27の何れか一項に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第1電極及び前記第1エネルギー発生層が設けられる伸縮性がある第1基板と、前記第2電極及び前記第2エネルギー発生層が設けられる伸縮性がある第2基板とのうち少なくとも1枚をさらに含むことを特徴とする請求項28に記載の摩擦電気発電機。
- 積層された複数個のエネルギー発生ユニットを含み、
前記エネルギー発生ユニットそれぞれは、
互いに対向するように設けられる第1電極及び第2電極と、
前記第1電極に設けられ、他の物質との接触によって、電気エネルギーを発生させるものであり、二次元形状の結晶構造を有する二次元物質を含む第1エネルギー発生層と、を含み、
前記第1エネルギー発生層が表面層である、摩擦電気発電機。 - 前記二次元物質は、グラフェン、h−BN(hexagonal-boron nitride)及びTMD(transition metal dichalcogenide)のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項30に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第2電極に設けられ、前記第1エネルギー発生層との接触によって、電気エネルギーを発生させる第2エネルギー発生層をさらに含むことを特徴とする請求項30または31に記載の摩擦電気発電機。
- 前記エネルギー発生ユニットは、互いに直列に連結されることを特徴とする請求項30から32の何れか一項に記載の摩擦電気発電機。
- 積層された複数個のエネルギー発生ユニットを含み、
前記エネルギー発生ユニットそれぞれは、
互いに対向するように設けられ、伸縮性を有する第1電極及び第2電極と、
前記第1電極に設けられ、他の物質との接触によって、電気エネルギーを発生させる第1エネルギー発生層と、を含み、
前記第1エネルギー発生層が表面層である、摩擦電気発電機。 - 前記第1エネルギー発生層は、ナノサイズを有する一次元形状の一次元ナノ物質、及び二次元形状の結晶構造を有する二次元物質のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項34に記載の摩擦電気発電機。
- 前記一次元ナノ物質は、カーボンナノチューブを含み、前記二次元物質は、グラフェン、h−BN(hexagonal-boron nitride)及びTMD(transition metal dichalcogenide)のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項35に記載の摩擦電気発電機。
- 前記第2電極に設けられ、前記第1エネルギー発生層との接触によって、電気エネルギーを発生させる第2エネルギー発生層をさらに含むことを特徴とする請求項34から36の何れか一項に記載の摩擦電気発電機。
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