随着国家经济的快速增长,工业、航运业等领域快速发展的同时,也加剧了能源的消耗。随着不可再生能源的日益减少,风力发电,波浪能发电等得到了长足的发展,但是对低品位能源的开发利用仍有很大的进步空间。尽管目前有很多对固液界面相互作用产生电能研究成果的出现,但是实验中所使用的实验材料大多都是石墨烯、半导体(硅)、聚合物等材料,一些普通的金属材料,如铁和铜,很难用作“赝电容”发电机。为了能够广泛利用金属材料进行固液界面接触产生电能的研究以及为之后的实际应用提供理论支持,设计了双金属电极体系移动固液界面电荷感应系统,理论分析了其发电原理以及影响因素,并进行了实验验证。主要研究内容有:(1)设计了双金属电极体系移动固液界面电荷感应系统,并根据系统建立模型及等效电路图,推导出感应电流公式,理论分析表明:通过将电极对浸入电解质溶液中,当液滴落入电解质溶液中,只有一个电极被移动的液-气界面润湿时,就会产生显著的电势差。实验表明,电极对之间的电位差是由于两个电极的润湿面积不同而产生的。理论上来讲,当两个电极的润湿面积相同时,回路中不会出现电势差。(2)根据电荷转移机理及系统模型,探究了影响双金属电极体系移动固液界面电荷感应系统产生电脉冲信号的因素。实验结果表明,电脉冲信号幅值会随着液滴下落高度、电极面积、液滴体积的增大而增大,会随着溶液pH值的增大而减少。当液滴下落高度为25cm时,电流脉冲信号能够达到768.3nA,电压脉冲信号能够达到0.185mV;当液滴体积为0.063mL时,电流脉冲信号能够达到1447.8nA;当溶液pH值为3时,电流脉冲信号能够达到141.2nA。(3)搭建了金属-介电层复合电极电荷感应系统,开展了介电层种类、厚度及润湿面积对脉冲信号影响的研究,研究结果表明油漆的厚度以及润湿的面积都会影响脉冲信号的产生,当油漆厚度为35μm时,电流脉冲信号能够达到17μA,电压脉冲信号能够达到50mV;当润湿面积达到41.3 cm2时,电流脉冲信号可以达到10μA,电压脉冲信号能够达到80mV。厚度为30μm的PTFE薄膜覆盖在铜片表面,可以产生8.3mV的电压脉冲信号。本文提出的在电解质溶液中插入一对金属电极的方法使得利用普通的金属材料从动态变化的液-固边界获取较大的波动势能和传感应用成为可能,也为之后的实际应用提供理论支持。