清华大学曲良体教授团队 AFM:3D打印高性能湿气发电器件
2023-09-23 来源:高分子科技
湿气发电(Moist-electric generation)是一种新兴的绿色能量收集技术,基于水与功能材料的相互作用(如吸附和脱附等),可以有效利用周围环境中的水或湿气,实现化学能到电能的高效转化。通过界面调控、孔结构优化、官能团修饰等方法,已开发出多种高性能湿气发电材料,如氧化石墨烯,功能高分子,多孔纳米线等,单个湿气发电器件的性能也得到了显著提升。然而,由于湿气发电器件特殊的结构要求:化学梯度结构和多孔非对称电极,器件制备过程面临材料极化处理、非对称结构设计、以及多孔结构加工等诸多挑战,其大规模制备与多功能应用受到了极大限制。
图1. 湿气发电器件的结构设计与输出性能。
图2.多梯度协同的湿气发电机理。
图3.聚电解质材料与水分子相互作用的分子动力学模拟。
图4.湿气发电器件大规模制备与集成。
图5.湿气发电器件的应用场景展示。
为展示该技术的实用性,作者设计了柔性湿气发电器件和“水灯”装置,利用人体呼吸和水自然蒸发产生的湿气,为电子产品等供电,展现了湿气发电技术广阔的应用潜力。
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202308620
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