电活性聚合物的力学性能及发电应用

依据电活性聚合物机械能向电能的转换机理,研究电活性聚合物发电原理.采用Mooney-Rivlin模型建立了电活性聚合物变形特性的数学模型,分析了材料在不同状态下的力学特性.并分析了电活性聚合物在静电场中的受力情况,能量收集方程及运动学方程.采用丹佛斯生产的电活性聚合物材料,构建电活性聚合物风力发电机实验平台;通过大量的实验研究,分析实验数据和现象,结果证实了电活性聚合物发电的原理.

电活性聚合物发电实验

依据电活性聚合物电致大变形特性,揭示其机电耦合规律及能量转换机理.采用丹佛斯生产的硅树脂电活性聚合物材料,构建电活性聚合物风能发电机实验平台,在不同激励电压,不同行程,不同频率下,开展大量恒电荷收集能量实验.实验结果表明:应变与激励电压越大,发电装置收集能量越大,当行程为30 mm,激励电压为1 700 V时,收集能量达到36.2 mJ,验证了理论分析结果的正确性.

电活性聚合物能量转换机理及实验研究

基于介电高弹聚合物理论构建电活性聚合物发电过程的数学模型,以揭示硅树脂电活性聚合物在电致大变形过程中的机电耦合规律及能量转换机理;根据能量收集的循环过程建立了恒电压、恒电荷、恒电场和恒电流条件下的能量收集模型及混合能量收集模型;针对机电能量的转换效率对比分析各种模型的性能;同时,搭建风能发电机实验装置并进行恒电荷条件下发电过程的能量收集实验.结果表明,恒电荷条件下的能量收集模型的能量转换效率最高.