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  水蒸發誘導可持續能量采集作為一種為低功率系統供電的有前景的替代方案一直備受關注。然而，低電流輸出和機械性能差等問題在很大程度上阻礙了其廣泛應用。

  近期，杭州電子科技大學電子信息學院智能與微系統教育部工程研究中心劉超然課題組基于液-固摩擦發電原理（圖1c），設計并制備了一種基于可拉伸柔性水凝膠/氧化鋁的水蒸發誘導式高輸出功率直流發電機。制得的微能源采集器具有優異的親水性。此外，其具備良好的機械性能，最大拉伸應變可達120%，并且在經歷多次彎折與拉伸后其輸出性能基本保持不變。通過優化發電機的尺寸和各組分濃度可實現最大32 μA的電流輸出。這種可拉伸的電發電機通過從熱固化的明膠/氧化鋁/氯化鈉中溶解氯化鈉來形成多孔的氧化鋁基底。

  2025年6月10日，該工作以“Water-evaporation-induced direct current electricity generation based on stretchable hydrogel/Al₂O₃”為題發表在《Matter》上。該研究得到國家自然科學基金委的支持。

圖1 水蒸發發電機的制備與工作原理

  通過簡單的串并聯陣列連接可擴大輸出功率，也可將發電機的輸出電量存儲在電容器中。所開發的水蒸發誘導發電機具有多種應用前景，包括為數字計算器、濕度溫度計供電以及驅動泡沫船移動5.1 cm（圖2）。

圖2 水蒸發發電機的應用研究

  這項研究對水蒸發誘導發電機進行了深入研究,有效解決了該研究領域機械性能差與輸出功率較低的兩大痛點問題。不僅從理論層面分析了水蒸發誘導發電的原理，更從實驗角度優化各參數性能以提高輸出功率，為水蒸發能量采集技術走向大規模工程實踐應用提供了一種有效的解決方案。

  原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590238525002437