本发明属于发电，特别涉及一种基于蛭石纳米通道膜的输运发电装置及其制造方法。
背景技术：
1、基于双碳政策，结合当下化石能源不断减少以及环境问题日益突出的社会现状，探寻可持续的绿色清洁能源是目前较为热门的研究方向，利用自然环境条件进行产能的研究和应用得到了蓬勃的发展，包括反向电渗析技术、太阳能电池、风力发电机等。
2、现有的利用自然环境条件进行产能的装置都会在应用方面存在一些限制。例如反向电渗析技术中装置输出功率密度会受到严重受到装置测试面积的影响，随着装置测试面积的增大，其功率密度会呈现下降的趋势，难以实现大规模的实际应用。此外，反向电渗析装置中必须采用能够进行氧化还原反应的电极对，这将严重限制反向电渗析技术在实际环境中的应用。太阳能电池以及风力发电机的使用会受到环境条件的限制，在无光照或无风的环境下无法实现电力的输出。因此，如何在不完全受条件限制下实现对环境中能源的回收逐步成为能源领域比较值得关注的重要技术问题。
技术实现思路
1、针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于蛭石纳米通道膜的输运发电装置及其制造方法，该发电装置利用两个电极区域间溶液移动产生的差异，使得两端电极产生电势差而发电，该发电装置结构简单，成本低，有利于大批量的加工制造，适用条件宽泛，受环境影响因素较小。
2、本发明的技术方案在于：一种基于蛭石纳米通道膜的输运发电装置，包括电能输出组件和溶液，所述电能输出组件包括支撑板，所述支撑板上设有二维蛭石层状膜，所述二维蛭石层状膜上下两端分别设有电极，所述电极与二维蛭石层状膜之间通过导电材料相连接，所述电极外侧设有密封材料，所述二维蛭石层状膜与所述的溶液接触，所述二维蛭石层状膜用于为溶液提供流动通道，利用两个电极区域间溶液移动产生的差异，使得电极之间产生电势差进行发电。
3、所述二维蛭石层状膜的厚度范围为2微米~50微米。
4、所述导电材料为银系导电胶、金系导电胶、铜系导电胶或碳系导电胶中的一种。
5、所述电极采用铜箔、铝箔、锌箔、钛箔、碳带或者多壁碳纳米管中的一种。
6、所述二维蛭石层状膜与所述的溶液接触的方式有两种，一种是二维蛭石层状膜部分浸入到溶液中，实现溶液沿纳米通道的向上爬升，另一种是在二维蛭石层状膜顶部滴加溶液，溶液在二维蛭石层状膜上向下滑动。
7、所述密封材料为聚二甲基硅氧烷和环氧树脂中的一种。
8、所述溶液为纯水、溶剂或者电解质溶液中的一种。
9、所述支撑板倾斜设置，倾斜角度范围为30~90°。
10、一种基于二维蛭石层状膜的发电方法，使用如上所述一种基于蛭石纳米通道膜的输运发电装置，包括以下步骤：
11、s1：制备独立的二维蛭石层状膜，具体过程为：通过单层蛭石纳米片在压力的作用下，单层蛭石纳米片在多孔基底表面进行层层堆叠得到二维蛭石层状膜，自然干燥后脱落便可得到独立的二维蛭石层状膜；
12、s2：将步骤s1制备的独立二维蛭石层状膜剪裁后粘贴在支撑板上，通过导电材料进行电极与独立二维蛭石层状膜的连接，最后将裸露的电极进行密封；
13、s3：将支撑板上的二维蛭石层状膜与溶液接触，通过电极与外电路相连接，两个电极区域间溶液移动产生的差异，使得电极之间产生电势差进行发电。
14、所述步骤s1中，单层蛭石纳米片的制备过程为：采用离子交换法进行单层蛭石纳米片的制备，具体步骤为：
15、s11：取蛭石用研钵进行研磨后进行过筛得到蛭石粉末，将蛭石粉末与饱和氯化钠溶液进行混合后用加热套进行加热搅拌，反应结束后进行离心洗涤，低速离心的转速为2000~4000 rpm，直至上清液中无法检测出钠离子，得到钠离子插层的蛭石粉末；
16、s12：将钠离子插层的粉末进一步与氯化锂溶液进行加热搅拌反应，离心洗涤，得到锂离子插层的蛭石粉末；
17、s13：将锂离子插层的蛭石粉末与双氧水进行混合，加热搅拌，通过过氧化氢加热产生的气泡将蛭石板层之间的距离进一步扩大，反应结束后先进行高速除杂洗涤后在通过低速离心剥离得到单层的蛭石纳米片，高速离心的转速为8000~12000 rpm。
18、本发明的技术效果在于：1.本发明采用二维蛭石层状膜作为主要的电能输出材料，二维蛭石层状膜具有极好的亲水性，能够保证装置在长期运行过程中，固体表面始终保持湿润，保证发电装置能够进行电能持续性输出；同时蛭石纳米片在外压作用下层层堆叠构成的层状膜具有丰富的纳米通道，通道表面带有大量的负电荷，对离子有很强的选择性，有利于电极两端形成电势差；2.本发明整体结构紧凑、制造方法简单，易操作且能够进行电能的稳定输出，发电过程不产生额外的污染，加工成本较低，有利于大批量的加工制造，适用条件宽泛，受环境影响因素较小。
19、以下将结合附图进行进一步的说明。
1.一种基于蛭石纳米通道膜的输运发电装置，其特征在于：包括电能输出组件和溶液（4），所述电能输出组件包括支撑板（2），所述支撑板（2）上设有二维蛭石层状膜（3），所述二维蛭石层状膜（3）上下两端分别设有电极（1），所述电极（1）与二维蛭石层状膜（3）之间通过导电材料相连接，所述电极（1）外侧设有密封材料，所述二维蛭石层状膜（3）与所述的溶液（4）接触，所述二维蛭石层状膜（3）用于为溶液（4）提供流动通道，利用两个电极（1）区域间溶液（4）移动产生的差异，使得电极（1）之间产生电势差进行发电。
2.根据权利要求1所述一种基于蛭石纳米通道膜的输运发电装置，其特征在于：所述二维蛭石层状膜（3）的厚度范围为2微米~50微米。
3.根据权利要求1所述一种基于蛭石纳米通道膜的输运发电装置，其特征在于：所述导电材料为银系导电胶、金系导电胶、铜系导电胶或碳系导电胶中的一种。
4.根据权利要求1所述一种基于蛭石纳米通道膜的输运发电装置，其特征在于：所述电极（1）采用铜箔、铝箔、锌箔、钛箔、碳带或者多壁碳纳米管中的一种。
5.根据权利要求1所述一种基于蛭石纳米通道膜的输运发电装置，其特征在于：所述二维蛭石层状膜（3）与所述的溶液（4）接触的方式有两种，一种是二维蛭石层状膜（3）部分浸入到溶液（4）中，实现溶液（4）沿纳米通道的向上爬升，另一种是在二维蛭石层状膜（3）顶部滴加溶液（4），溶液（4）在二维蛭石层状膜（3）上向下滑动。
6.根据权利要求1所述一种基于蛭石纳米通道膜的输运发电装置，其特征在于：所述密封材料为聚二甲基硅氧烷和环氧树脂中的一种。
7.根据权利要求1所述一种基于蛭石纳米通道膜的输运发电装置，其特征在于：所述溶液（4）为纯水、溶剂或者电解质溶液中的一种。
8.根据权利要求1所述一种基于蛭石纳米通道膜的输运发电装置，其特征在于：所述支撑板（2）倾斜设置，倾斜角度范围为30~90°。
9.一种基于二维蛭石层状膜的发电方法，使用如权利要求1所述一种基于蛭石纳米通道膜的输运发电装置，其特征在于：包括以下步骤：
10.根据权利要求1所述一种基于二维蛭石层状膜的发电方法，其特征在于：所述步骤s1中，单层蛭石纳米片的制备过程为：采用离子交换法进行单层蛭石纳米片的制备，具体步骤为：
