大自然中，能量流動無處不在。自然光照，雨滴下落，微風輕拂，自然蒸發(fā)…。這些自然現(xiàn)象無時無刻不伴隨著動態(tài)的質量與熱量傳輸過程。然而，這些低品位天然能源卻往往被能源匱乏與碳中和的當代人所忽視。這種無序分布的高熵能源的有效收集與利用對物聯(lián)網和傳感器時代的分布式、移動式、小功率但數(shù)量劇增的小電源頭網絡，意義重大。
研究表明，水蒸發(fā)發(fā)電的水伏效應是環(huán)境能量收集的新思路，通過蒸發(fā)驅動水分流經功能化納米孔道，在固-液界面實現(xiàn)環(huán)境熱能到電能的熱電轉化。太陽能熱輻射實現(xiàn)局域升溫加快水蒸發(fā)的界面蒸發(fā)是近來提出的極具啟發(fā)性的光熱轉化策略，將這種方法應用于水伏發(fā)電實現(xiàn)高效熱電轉化是一種新嘗試。
近日，東北林業(yè)大學孫壯志教授、東北林業(yè)大學于海鵬教授、香港城市大學王鉆開教授合作報道了通過仿生蛾眼表面的光捕獲結構構建與多功能層的層次設計，實現(xiàn)高效的水蒸發(fā)發(fā)電和連續(xù)功率輸出。相關成果“Achieving efficient power generation by designing bioinspired and multi-layered interfacial evaporator”發(fā)表于《Nature Communications》。東北林業(yè)大學為第一通訊單位，該研究已獲得國家自然科學基金項目(51905085、52175266、51975502)與國家杰出青年科學基金項目(31925028)等資助。
圖1界面蒸發(fā)驅動的熱電轉化策略設計
圖2界面蒸發(fā)的熱電轉化策略的工作機理
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-32820-0
- 四川大學華西口腔醫(yī)院李繼遙教授、楊佼佼副研究員 CEJ：具有雙向錨定功能的仿生濕粘牙齒創(chuàng)可貼促進牙本質再礦化 2025-05-12
- 復旦大學徐凡教授團隊 Nat. Comput. Sci. 封面：手性扭轉力學解碼沙漠植物生存策略 2025-05-10
- 芬蘭坦佩雷大學郭洪爽博士 Adv. Mater.: 探索集體行為 - 從智能材料到仿生設計 2025-05-04
- 化學摻雜使一聚合物實現(xiàn)熱電轉化 2011-05-27
