阅读说明：本技术 一种以海绵为基底的可持续产电装置 (Sustainable electricity generating device with sponge as substrate ) 是由 刘宪华 焦士埔 李赟雪 李璟玉 康宁 于 2021-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种以海绵为基底的可持续产电装置,包括如下步骤：(1)将一定质量的炭黑和十二烷基苯磺酸钠溶解在适量蒸馏水中并超声分散；(2)取一定体积的普通海绵,将海绵在炭黑分散液中多次浸泡后晾干；(3)将两根导线分别固定在用炭黑处理后海绵的两端；(4)用滴管在海绵的一端缓慢滴加氯化铁溶液。炭黑表面有大量带负电的羧基,滴加氯化铁溶液后形成了双电层,溶液中的带电离子在毛细力的作用下在海绵内迁移,从而产生电能。由于海绵良好的吸水性,氯化铁溶液通过潮解可以吸收空气中的水分,由此得到了一种以海绵为基底的低成本可持续产电装置,本发明的方法简单、环境友好、可以持续产生电能、成本低。(The invention discloses a sustainable electricity generating device with sponge as a substrate, which comprises the following steps: (1) dissolving a certain mass of carbon black and sodium dodecyl benzene sulfonate in a proper amount of distilled water and performing ultrasonic dispersion; (2) taking a certain volume of common sponge, soaking the sponge in the carbon black dispersion liquid for multiple times, and then airing; (3) fixing two wires at two ends of the sponge treated by carbon black; (4) and slowly dripping ferric chloride solution at one end of the sponge by using a dropper. A large number of negatively charged carboxyl groups are arranged on the surface of the carbon black, an electric double layer is formed after the ferric chloride solution is dripped, and charged ions in the solution migrate in the sponge under the action of capillary force, so that electric energy is generated. The sponge has good water absorption, and the ferric chloride solution can absorb moisture in the air through deliquescence, so that the low-cost sustainable power generation device with the sponge as the substrate is obtained.)

一种以海绵为基底的可持续产电装置

技术领域

本发明属于新能源

技术领域

，具体涉及到一种利用纳米结构的水伏效应实现可持续产电的装置。

背景技术

能源常常被认为是经济增长的基石，世界各国的工业化和全球经济的持续增长取决于丰富的自然资源，这些资源可作为能源为机器、暖房和向数十亿人供电。虽然能源的广泛使用通过提高数十亿人的生活水平减少了全球贫困，但能源短缺的问题抑制了社会经济发展。能源贫困是指无法获得现代能源服务的个人，据估计，近四十亿人生活在能源贫乏的条件下。

能源对经济增长和社会进步来说至关重要，随着经济的发展和人类社会对能源需求的不断增加，化石能源的缺乏及其对环境的污染，已引起能源供应、环境保护和经济发展之间日益严重的矛盾。随着可再生能源的可再生利用和无污染，可再生能源将成为保障世界未来发展的有效和现实的选择。可再生能源通常是指那些不污染环境并可在自然界中回收利用的能源。国际专家现在已将可再生能源归类为传统可再生能源和新可再生能源。前者主要包括直接燃烧的大型水电和生物质；后者主要指小水电、太阳能、风能、生物质能、地热能和海洋能源等。中国是世界上最大的发展中国家，发展可再生能源是经济可持续增长、人与环境和谐共存、可持续发展的必然选择。然而，自1960年代以来，可再生能源取代化石燃料的能力相当有限。水中包含各种形式的巨大能量，当前的研究表明，纳米结构材料可以与水相互作用产生电能，其基本原理是水能电离出氢离子和氢氧根，当水与带电固体接触时，在界面处会形成双电层。双电层由在固体表面上的Stem层固着和含有丰富的抗衡离子的扩散层组成。施加的外力会影响扩散层，从而在流体和固体之间产生相对运动，形成了电动效应，产生电能。本发明利用海绵作为基底，在海绵表面涂上炭黑，当在海绵上滴水的时候可以利用水伏效应进行发电，通过氯化铁吸收空气中的水分，从而实现持续产电的目的。

发明内容

本发明的目的是克服能源短缺问题，提供一种以海绵为基底的可持续产电装置。

本发明的技术方案概述如下：

一种以海绵为基底的可持续产电装置，其特征是包括如下步骤：

(1)将为普通海绵切割成长4-8cm，宽0.5-1cm，高0.1-1cm的长方体形状；

(2)将0.1-0.5g炭黑和0.2-1g十二烷基苯磺酸钠按照一定的质量比例(1∶1-1∶2)溶解在40-100毫升蒸馏水中，超声60-120分钟分散；

(3)将海绵在炭黑分散液中多次浸泡后晾干，通过控制浸泡次数使电阻控制在KΩ到MΩ范围内调节；

(4)在涂有炭黑海绵的一端缓慢滴加0.1-1mL浓度为0.1-1mol/L的氯化铁溶液；

(5)对装置产生的电能进行收集，由于氯化铁在空气中会潮解，可以吸收空气中的水分，从而可以持续产电，由此得到了一种以海绵为基底的可持续产电装置(见图1)。

本发明的优点：

1.本发明制备方法简单易行，操作方便，成本低廉；

2.本发明通过在涂有炭黑的海绵上滴加氯化铁溶液，实现了电能的可持续产生，对环境友好。

附图说明

图1是本发明设计装置的示意图；图2是本发明装置电阻为120KΩ产生的电压和电流大小。

图中1-滴管；2-氯化铁溶液；3-涂有炭黑的海绵；4-导线；5-储电器。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明进行进一步的描述。

以下实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

这种以海绵为基底的可持续产电装置的应用，包括如下步骤：

(1)将海绵裁剪成长6cm、宽1cm、高0.5cm的长方体形状；

(2))将0.2g炭黑和0.4g十二烷基苯磺酸钠溶解在50mL蒸馏水中，超声分散100分钟；

(3)将海绵在炭黑分散液中多次浸泡后晾干，使电阻为120KΩ；

(4)将导线固定在涂有炭黑的海绵两端，并其中一端滴加0.3m1浓度为1mol/L的氯化铁溶液；

(5)对装置产生的电能进行收集；

(6)由于氯化铁在空气中会潮解，吸收空气中的水分，从而达到可持续产电的目的，产生的电压和电流大小如图2所示。