本发明涉及一种基于三维结构的织物水伏发电器装置及其制备方法，属于水伏发电。
背景技术：
1、随着国家的建设发展加快，电能成为发展路上必不可少的能源，但是传统发电技术不仅能耗高而且会带来很大的环境污染，而能源需求主要由储量有限的化石燃料满足，其燃烧会排放出大量有害物质和温室气体，严重地影响着人类的生存环境。由于需要满足规模和财富都在增长的全球人口日益增加的能源需求，同时应对实现碳排放目标的迫切需要，扩大经济上可行的清洁和可持续能源的范围是极其可取的。水利发电、风力发电、光伏发电逐步成为能源供给的主流，但是受地域环境限制，目前传统的清洁能源难以满足巨大的能源消耗需求。随着人类社会的不断进步，人类对能源的需求越来越大。在巨大的能源消耗需求下，开发一种新型的发电技术来缓解能源危机具有重要意义。
2、水伏发电为开发清洁能源指明了一个新途径。水在地表有丰富的储量，而且是极易流动和蒸发的液体。水存储的巨大能量通过流动和蒸发进行释放。水伏发电就是利用纳米光热材料，高效将太阳能进行光热转化，使水形成水蒸气驱动纳米发电机，从而将蒸发能转化为电能。“水伏发电”的机理已经明确，水的各种流动、蒸发会直接产生电能，利用这一机理可以制备各类大型、小型、柔性的“水伏发电”装置。但受转化材料的限制，目前“水伏发电”器件只能是低功率密度的小型发电机。制造工艺复杂，成本高，耐用性低等问题限制了其应用。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种基于三维结构的织物水伏发电器装置及其制备方法。该方法对于节能降耗以及可再生资源的开发利用具有重要的意义，在实现良好发电的同时，具有制备方法简单、耐用性高和成本低等特点。
2、为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
3、一种基于三维结构的织物水伏发电器装置的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)将金属条编织成三维金属框架；
5、(2)织物预处理：依次用有机试剂和去离子水超声清洗织物，随后取出干燥，将干燥后的织物放入黑色导电分散质溶液中加热搅拌，随后取出干燥，然后将织物切成长条；
6、(3)制三维发电器装置：将步骤(2)中的织物布条通过传统制篮工艺的编织方法编织在步骤(1)中的三维金属框架上面(圆锥底部开口不编织)，随后取编织好的三维金属框架一个或多个采取串联方式按开口朝上且部分浸没方式放入盐溶液中(使三维金属框架的上下湿度不对称)，得到具有发电能力的基于三维结构的织物水伏三维发电器装置。
7、进一步的，所述步骤(1)中，所述的三维金属框架为圆锥形或多棱锥。
8、进一步的，所述步骤(1)中，所述的金属为银、铜、铝、锌中的一种或多种；优选为银。
9、进一步的，所述步骤(2)中，所述的织物为棉织物、蚕丝织物、亲水纤维中的一种或多种。
10、进一步的，所述步骤(2)中，所述的有机试剂为甲醇、乙醇、丙醇中的一种或多种；优选为乙醇。
11、进一步的，所述步骤(2)中，黑色导电分散质可以为导电炭黑、石墨烯、mxene中的一种或多种；优选为mxene碳化钛(ti3c2tx-mxene)，更优选为少层ti3c2tx-mxene。
12、进一步的，所述步骤(2)中，所述织物、黑色导电分散质的质量比为5:1-4；优选为2:1。所述黑色导电分散质溶液中黑色导电分散质和去离子水的的用量关系为(2-8)g:(80-150)ml；优选为5g:100ml。
13、进一步的，所述步骤(2)中，加热温度为55-65℃，加热时间为45-60min，搅拌速度为500-600r·min-1。
14、进一步的，所述步骤(2)中，干燥温度为50-60℃，干燥时间为5-6h。
15、进一步的，所述步骤(2)中，将织物切成1～2cm宽的长条。
16、进一步的，所述步骤(3)中，编织方式为钩针编织、斜纹编织、圆编织中的一种或多种；优选为钩针编织。
17、进一步的，所述步骤(3)中，盐溶液中的溶质包括氯化钠、氯化钙、氯化铝、氯化钾中的一种或多种。
18、与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：
19、(1)本发明制备的水伏三维发电器能够依靠织物表面毛细作用运输离子，依靠自身上下湿度不对称即可发电，不需要额外的能量输出，发电方式高度自发，受环境限制少，具备高的能量输出，并且能够长时间维持，适用于多种应用场景。
20、(2)本发明的三维立体结构发电器与以往的湿气发电器结构不同，三维立体结构的能量转化密度大于二维，具有大的表面积/体积比，提高了输出电压的能力的同时也提高了蒸发能力，并且失水循环稳定性较高，在可重复稳定进行光热转换的同时利用太阳能驱动产生蒸汽发电。
21、(3)本发明制备的水伏三维发电器兼具湿气发电与净化水的效果，在稳定发电的同时能够净化污水，适用范围更广，受环境限制作用小，有利于环境友好的发展。
22、(4)本发明的制备方法工艺简单、操作方便、生产效率高、能耗低，可以大规模、大批量生产，具有极大的应用前景。
1.一种基于三维结构的织物水伏发电器装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的金属为银、铜、铝、锌中的一种或多种；所述的三维金属框架为圆锥形或多棱锥。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的织物为棉织物、蚕丝织物、亲水纤维中的一种或多种；所述黑色导电分散质为导电炭黑、石墨烯、mxene中的一种或多种，优选为ti3c2tx-mxene，更优选为少层ti3c2tx-mxene。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，将织物切成1～2cm宽的长条。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述织物、黑色导电分散质的质量比为5:1-4；所述黑色导电分散质溶液中黑色导电分散质和去离子水的的用量关系为(2-8)g:(80-150)ml。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述织物、黑色导电分散质的质量比为2:1；所述黑色导电分散质溶液中黑色导电分散质和去离子水的的用量关系为1g:20ml。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，加热温度为55-65℃，加热时间为45-60min，搅拌速度为500-600r·min-1；干燥温度为50-60℃，干燥时间为5-6h。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的有机试剂为甲醇、乙醇、丙醇中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，编织方式为钩针编织、斜纹编织、圆编织中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，盐溶液中的溶质包括氯化钠、氯化钙、氯化铝、氯化钾中的一种或多种。
