水蒸发诱导可持续能量采集作为一种为低功率系统供电的有前景的替代方案一直备受关注。然而，低电流输出和机械性能差等问题在很大程度上阻碍了其广泛应用。

  近期，杭州电子科技大学电子信息学院智能与微系统教育部工程研究中心刘超然课题组基于液-固摩擦发电原理（图1c），设计并制备了一种基于可拉伸柔性水凝胶/氧化铝的水蒸发诱导式高输出功率直流发电机。制得的微能源采集器具有优异的亲水性。此外，其具备良好的机械性能，最大拉伸应变可达120%，并且在经历多次弯折与拉伸后其输出性能基本保持不变。通过优化发电机的尺寸和各组分浓度可实现最大32 μA的电流输出。这种可拉伸的电发电机通过从热固化的明胶/氧化铝/氯化钠中溶解氯化钠来形成多孔的氧化铝基底。

  2025年6月10日，该工作以“Water-evaporation-induced direct current electricity generation based on stretchable hydrogel/Al₂O₃”为题发表在《Matter》上。该研究得到国家自然科学基金委的支持。

图1 水蒸发发电机的制备与工作原理

  通过简单的串并联阵列连接可扩大输出功率，也可将发电机的输出电量存储在电容器中。所开发的水蒸发诱导发电机具有多种应用前景，包括为数字计算器、湿度温度计供电以及驱动泡沫船移动5.1 cm（图2）。

图2 水蒸发发电机的应用研究

  这项研究对水蒸发诱导发电机进行了深入研究,有效解决了该研究领域机械性能差与输出功率较低的两大痛点问题。不仅从理论层面分析了水蒸发诱导发电的原理，更从实验角度优化各参数性能以提高输出功率，为水蒸发能量采集技术走向大规模工程实践应用提供了一种有效的解决方案。

  原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590238525002437