发电设备制造技术

发电设备(1)具备：驻极体(2)，其具有第一带电面(21)及第二带电面(22)；第一发电部(10A)，其包含形成于第一、第二带电面(21)的第一、第二电极(31、32)，在第一带电面(21)上，第一电极以使成为集电面(20)的一部分露出的状态配置；第二发电部(10B)，其包含第三电极(33)和第二电极，该第三电极(33)与第一带电面(21)隔开间隔而对置，并且能够平行移动；以及蓄电部(41)及输出部(42)中的至少一者。驻极体(2)是包含带隙能量为4eV以上的无机电介质的驻极体材料通过极化处理进行驻极体化而成的驻极体。体。体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发电设备
[0001]相关申请的相互参照
[0002]本申请基于2020年2月28日提出申请的日本专利申请No.2020
‑
032539号，在此引用其记载内容。


[0003]本专利技术涉及使用了驻极体的发电设备。

技术介绍

[0004]作为将环境中存在的能量转换为电力的能量收集技术，对利用驻极体的静电感应进行发电的环境发电元件的实用化进行了研究。作为驻极体的构成材料，一般使用氟树脂等有机高分子材料，例如，已知使用了链状的含氟树脂、主链具有含氟脂肪族环结构的聚合物的材料。
[0005]作为使用了驻极体的环境发电元件，提出了一种振动发电元件，其使与固定电极上的驻极体对置的可动电极振动，使被可动电极感应的电荷量变化，并以电力的形式取出。另外，对这样的振动发电元件在各种领域中的应用进行了各种研究。例如，在专利文献1中公开了，将静电感应型转换元件应用于传感器、促动器，该静电感应型转换元件以如下方式构成：在一对基板的对置面形成含氟聚合物膜，制成驻极体，将一对基板中的一者作为固定基板，使其相对于成为可动基板的另一者相对运动。静电感应型转换元件以在对置面混合存在驻极体和导体的方式配置，并规定其面积比例。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本专利第4871642号公报

技术实现思路

[0009]对于这样的振动发电元件而言，通过作为外部能量的振动，与驻极体对置的可动电极相对运动，驻极体与可动电极之间的静电容量变化，由此能够进行发电。换言之，在利用振动发电元件作为发电设备的情况下，即使连接至传感器、促动器等负载，在不从外部输入振动等运动能量的期间，也不能进行发电，发电设备的利用环境有限。或者，为了高效地利用环境振动，必须像专利文献1那样对驻极体及导体的配置下功夫，电极构成、可动电极的支撑结构等容易变得复杂。
[0010]本专利技术的目的在于，提供使用驻极体、在不从外部输入振动等运动能量的期间也能够进行发电的发电设备。
[0011]本专利技术的一方式涉及一种发电设备，其具备：
[0012]驻极体，其具有以不同的极性带电的第一带电面及第二带电面；
[0013]第一发电部，其包含形成于上述第一带电面的第一电极和形成于上述第二带电面的第二电极，在上述第一带电面上，上述第一电极以使成为集电面的一部分露出的状态配
置；
[0014]第二发电部，其包含第三电极和上述第二电极，上述第三电极与上述第一带电面隔开间隔而对置，并且能够在与上述第一带电面平行的方向上相对移动；以及
[0015]与上述第一发电部及上述第二发电部电连接的蓄电部及输出部中的至少一者，
[0016]上述驻极体是包含带隙能量为4eV以上的无机电介质的驻极体材料通过极化处理进行驻极体化而成的驻极体。
[0017]在上述构成的发电设备中，构成驻极体的无机电介质具有4eV以上的高带隙能量，能够增大极化处理时的绝缘破坏电压。因此，例如，通过在加热条件下施加高的电压，能够得到高的表面电位。此外，查明了通过在驻极体的两带电面分别形成电极，例如，以使带电面的一部分露出的状态配置一个电极，并连接至蓄电部或输出部时，可以将电力取出。
[0018]其理由尚未明确，但推测由于驻极体的高表面电位，浮游电荷等被固定于露出的集电面，另一方面，由于构成驻极体的无机电介质的残留极化经时变化，因此能够实现电荷的移动。因此，通过将这样的构成设为第一发电部，并且同时设置包含与驻极体对置的可动电极的第二发电部，即使在没有外部能量的输入的期间，也能够进行发电。而且，通过将两个发电部与蓄电部或输出部连接，能够以比较简易的构成实现高效的电力利用。
[0019]如上所述，根据上述方式，可以提供使用驻极体、即使在不从外部输入振动等运动能量的期间也能够进行发电的发电设备。
附图说明
[0020]关于本专利技术的上述目的及其他目的、特征、优点参照添附的附图并通过下述的详细描述而变得更明确。该附图如下：
[0021]图1是示出实施方式1中的发电设备的整体概要构成的示意图，
[0022]图2是示出实施方式1中的形成于构成发电部的驻极体的第一带电面的第一电极的配置例的示意图，
[0023]图3是用于对实施方式1中的发电部的操作和供电部的构成例进行说明的示意图，
[0024]图4是用于对实施方式1中的发电部的操作和供电部的构成例进行说明的示意图，
[0025]图5是用于对实施方式1中的发电设备的发电的机理进行说明的示意图，
[0026]图6是用于对实施方式1中的驻极体的极化方法进行说明的示意图，
[0027]图7是用于对试验例1中的表面电位的测定方法进行说明的示意图，
[0028]图8是示出试验例1中的反复测定后的表面电位的时间变化的曲线图，
[0029]图9是用于对试验例1中的感应电荷量的测定方法进行说明的示意图，
[0030]图10是示出试验例1中的感应电荷量的时间变化的曲线图，
[0031]图11是示出试验例2中的作为驻极体材料的LAO系复合氧化物的Ca取代量与表面电位的关系的曲线图，
[0032]图12是示出实施方式2中的形成于驻极体的成为第一电极的多个电极部形状例的示意图，
[0033]图13是示出实施方式2中的形成于驻极体的成为第一电极的多个电极部的集合体构成例的示意图，
[0034]图14是示出试验例3中的形成于驻极体的多个电极部的电极间隔与表面电位的关
系的示意图及曲线图。
具体实施方式
[0035](实施方式1)
[0036]参照附图对与发电设备相关的实施方式1进行说明。
[0037]如图1所示，本方式的发电设备1具备使用了驻极体2的第一发电部10A及第二发电部10B，并且具备与第一发电部10A及第二发电部10B电连接的蓄电部41及输出部42中的至少一者。蓄电部41及输出部42构成供电部4，第一、第二发电部10A、10B的发电电力能够通过供电部4向外部供给。
[0038]驻极体2具有以不同的极性带电的第一带电面21及第二带电面22。在第一带电面21形成有第一电极31，在第二带电面22形成有第二电极32。第一发电部10A包含形成于驻极体2的第一电极31及第二电极32而构成，第二发电部10B包含与第一带电面21对置的第三电极33、和第二电极32而构成。
[0039]驻极体2是包含带隙能量为4eV以上的无机电介质的驻极体材料通过极化处理进行驻极体化而成的驻极体。此时，在形成于驻极体2的第一电极31及第二电极32中，形成于第一带电面21的第一电极31以使成为集电面20的一部分露出的状态配置。第三电极33与第一带电面21隔开间隔而对置，并且以能够在与第一带电面21平行的方向上相对移动的方式配置。
[0040]此时，在第一发电部10A中，在驻极体2上形成有集电面20，并且在与集电面20相接的第一电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种发电设备(1)，其具备：驻极体(2)，其具有以不同的极性带电的第一带电面(21)及第二带电面(22)；第一发电部(10A)，其包含形成于所述第一带电面的第一电极(31)和形成于所述第二带电面的第二电极(32)，在所述第一带电面上，所述第一电极以使成为集电面(20)的一部分露出的状态配置；第二发电部(10B)，其包含第三电极(33)和所述第二电极，所述第三电极(33)与所述第一带电面隔开间隔而对置，并且能够在与所述第一带电面平行的方向上相对移动；以及与所述第一发电部及所述第二发电部电连接的蓄电部(41)及输出部(42)中的至少一者，所述驻极体是包含带隙能量为4eV以上的无机电介质的驻极体材料通过极化处理进行驻极体化而成的驻极体。2.根据权利要求1所述的发电设备，其中，所述无机电介质为具有包含磷酸离子和氢氧化物离子的磷灰石结构的无机化合物。3.根据权利要求1所述的发电设备，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：小泽宜裕，松下规由起，加纳一彦，田中优实，大塚宏基，枝野悠介，
申请(专利权)人：学校法人东京理科大学，
类型：发明
国别省市：