清華大學曲良體教授團隊 AFM:3D打印高性能濕氣發電器件
2023-09-23 來源:高分子科技
濕氣發電(Moist-electric generation)是一種新興的綠色能量收集技術,基于水與功能材料的相互作用(如吸附和脫附等),可以有效利用周圍環境中的水或濕氣,實現化學能到電能的高效轉化。通過界面調控、孔結構優化、官能團修飾等方法,已開發出多種高性能濕氣發電材料,如氧化石墨烯,功能高分子,多孔納米線等,單個濕氣發電器件的性能也得到了顯著提升。然而,由于濕氣發電器件特殊的結構要求:化學梯度結構和多孔非對稱電極,器件制備過程面臨材料極化處理、非對稱結構設計、以及多孔結構加工等諸多挑戰,其大規模制備與多功能應用受到了極大限制。
圖1. 濕氣發電器件的結構設計與輸出性能。
圖2.多梯度協同的濕氣發電機理。
圖3.聚電解質材料與水分子相互作用的分子動力學模擬。
圖4.濕氣發電器件大規模制備與集成。
圖5.濕氣發電器件的應用場景展示。
為展示該技術的實用性,作者設計了柔性濕氣發電器件和“水燈”裝置,利用人體呼吸和水自然蒸發產生的濕氣,為電子產品等供電,展現了濕氣發電技術廣闊的應用潛力。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202308620
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(責任編輯:xu)
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