隨著社會(huì)的發(fā)展,能源對(duì)人們的生產(chǎn)生活越來(lái)越重要�？茖W(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步使得人們可以通過(guò)多種方式從環(huán)境中獲取能量,為解決能源危機(jī)提供了多種方案。自然環(huán)境中水資源豐富,使得固體與液體相互作用的界面普遍存在。在很久以前,人們就已經(jīng)觀察到固-液界面發(fā)生相互作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生電信號(hào),但由于這些電信號(hào)比較微弱,因而很難得到應(yīng)用。近年來(lái),隨著微納米技術(shù)的迅猛發(fā)展,人們陸續(xù)在碳納米管、石墨烯等碳基材中發(fā)現(xiàn)新的固-液界面相互作用產(chǎn)生較強(qiáng)的電效應(yīng),如:濕度發(fā)電、流體流動(dòng)發(fā)電、液滴移動(dòng)發(fā)電等,有望成為新的能源供給方式。然而,這些新的發(fā)電方式往往需要外接驅(qū)動(dòng)裝置,或者需要高濕度、高的液體離子濃度差等特殊環(huán)境條件。因此如何才能實(shí)現(xiàn)發(fā)電的“無(wú)泵化”,提高環(huán)境適應(yīng)性仍然有待進(jìn)一步研究。研究表明,有序微納米結(jié)構(gòu)能夠提供強(qiáng)大的毛細(xì)力,可以實(shí)現(xiàn)液體的自驅(qū)動(dòng)。本文首先在水稻葉有序平行溝槽結(jié)構(gòu)與大樹有序通孔結(jié)構(gòu)的啟發(fā)下,利用定向冰模板法制備出仿生有序結(jié)構(gòu)即平行溝槽結(jié)構(gòu)與有序多孔石墨烯碳薄膜結(jié)構(gòu),有序多孔結(jié)構(gòu)的流阻低,毛細(xì)力大,能實(shí)現(xiàn)微流體的快速自驅(qū)動(dòng);然后將碳材料引入其中實(shí)現(xiàn)了微流體自驅(qū)動(dòng)發(fā)電,并進(jìn)一步分析了微流體發(fā)電的原因;最后對(duì)輸... 

【文章來(lái)源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

水利發(fā)電與智能設(shè)備[2]

浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文2圖1-2微流體發(fā)電的應(yīng)用[5-16]Figure1-2.Applicationsofmicrofluidicpowergeneration[5-16]盡管微流體發(fā)電已經(jīng)取得了較大的研究進(jìn)展，但是仍然存在許多問(wèn)題有待進(jìn)一步解決。比如目前的微流體的發(fā)電多為以碳材料通過(guò)無(wú)序堆疊組成的無(wú)序孔道中流動(dòng)發(fā)電[17,18]，或者需要外接驅(qū)動(dòng)裝置以實(shí)現(xiàn)流動(dòng)發(fā)電[19,20]。如圖1-3這些方式都能夠從環(huán)境捕獲能量，然而形成的無(wú)序孔道極易塌陷損壞，孔道中的流動(dòng)阻力較大，阻礙了流體的流動(dòng)，增加驅(qū)動(dòng)裝置又形成了一種新的能量損耗。這些問(wèn)題都極大限制了微流體發(fā)電的應(yīng)用[21-24]。圖1-3多種形式的微流體發(fā)電[17-20]Figure1-3.Variousformsofmicrofluidicpowergeneration[17-20]

浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文2圖1-2微流體發(fā)電的應(yīng)用[5-16]Figure1-2.Applicationsofmicrofluidicpowergeneration[5-16]盡管微流體發(fā)電已經(jīng)取得了較大的研究進(jìn)展，但是仍然存在許多問(wèn)題有待進(jìn)一步解決。比如目前的微流體的發(fā)電多為以碳材料通過(guò)無(wú)序堆疊組成的無(wú)序孔道中流動(dòng)發(fā)電[17,18]，或者需要外接驅(qū)動(dòng)裝置以實(shí)現(xiàn)流動(dòng)發(fā)電[19,20]。如圖1-3這些方式都能夠從環(huán)境捕獲能量，然而形成的無(wú)序孔道極易塌陷損壞，孔道中的流動(dòng)阻力較大，阻礙了流體的流動(dòng)，增加驅(qū)動(dòng)裝置又形成了一種新的能量損耗。這些問(wèn)題都極大限制了微流體發(fā)電的應(yīng)用[21-24]。圖1-3多種形式的微流體發(fā)電[17-20]Figure1-3.Variousformsofmicrofluidicpowergeneration[17-20]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于納米碳的水伏材料及其能量轉(zhuǎn)換器件[J]. 譚進(jìn),唐群委,賀本林.  科學(xué)通報(bào). 2018(27)
[2]水蒸發(fā)驅(qū)動(dòng)柔性自支撐復(fù)合發(fā)電碳膜[J]. 丁天朋,劉抗,李嘉,楊培華,陳千,薛國(guó)斌,周軍.  科學(xué)通報(bào). 2018(27)
[3]低維碳材料水伏效應(yīng)的傳感應(yīng)用[J]. 周建新,何哲.  科學(xué)通報(bào). 2018(27)
[4]3D打印制備多孔結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 楊建明,湯陽(yáng),顧海,劉永加,黃大志,陳勁松.  材料導(dǎo)報(bào). 2018(15)
[5]納米孔道動(dòng)電效應(yīng)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的前沿研究進(jìn)展[J]. 楊仙,閔伶俐,朱穎琳,曹留烜,謝彥博,侯旭.  應(yīng)用化學(xué). 2018(06)
[6]微納系統(tǒng)中的可持續(xù)自供型電源:能源研究中的新興領(lǐng)域[J]. 王中林.  科學(xué)通報(bào). 2010(25)
[7]具有特殊浸潤(rùn)性的仿生智能納米界面材料[J]. 江雷.  科學(xué)觀察. 2007(05)

博士論文
[1]納米多孔界面離子傳輸與能量轉(zhuǎn)換[D]. 楊培華.華中科技大學(xué) 2018
[2]基于動(dòng)電現(xiàn)象的微流體發(fā)電機(jī)[D]. 丁天朋.華中科技大學(xué) 2017

碩士論文
[1]聚丙烯擠出發(fā)泡片材工藝及冷卻設(shè)備優(yōu)化研究[D]. 王澤鳴.北京化工大學(xué) 2018
[2]基于納米多孔二氧化鈦薄膜的動(dòng)電現(xiàn)象研究[D]. 陳千.華中科技大學(xué) 2018
[3]冰模板法制備長(zhǎng)程有序多孔材料[D]. 楊苗.浙江大學(xué) 2017
[4]基于石墨烯網(wǎng)的流體發(fā)電裝置[D]. 勞俊超.南昌大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3371198