近日，能動學院碩士生黃周俊在《納米能源》（Nano Energy）上發表“一種兼具高密度電量輸出與良好環境適應的超級濕度發電水凝膠”（A hydrogel-based moist-electric generator with superior energy output and environmental adaptability）的研究論文🧝🏿♀️。該工作由意昂2平台張華教授和上海交通大學王如竹教授共同指導完成，能動學院王佳韻副教授為通訊作者，張傑老師為聯合作者。
大氣中水氣資源豐富，且不受時間、空間的限製。濕氣發電技術能夠有效利用大氣中的水分🛕，通過濕氣吸附過程誘導的離子遷移輸出電能，滿足微型器件的用電需求。近年來，盡管濕氣發電技術得到廣泛關註與研究，但大多數器件輸出功率低，環境適應性較差，阻礙了濕度發電技術走向實際應用。因此，開發具有高性能與強環境適應性的發電材料迫在眉睫。
本研究通過將二氧化矽納米纖維、海藻酸鈉和氯化鈣浸漬的還原氧化石墨烯基質結合在一起🥓，構建了一種高效發電薄膜👩🏿🏫。由該薄膜構成的濕度發電器件單個便可產生高達~0.6V的開路電壓和~2.24mA的短路電流。該輸出性能達國際領先水平🤙🏿，是已報道濕度發電器件的10倍以上🙋🏽♂️。此外，該器件能在相當寬的溫度和相對濕度範圍內保持~0.6 V的電壓輸出，在長達10天左右的長時間戶外測試中一直能保持0.4-0.6 V左右的電壓輸出，顯示了極為良好的環境適應性與持久性🚊。
這項創新研究為構建高性能復合發電材料提供了新思路，並合理解釋了材料性能卓越的原因📩，助力濕度發電技術走向實用化🤎。研究得到了國家自然科學基金面上項目（NO. 52376206）的資助🦖。
濕度發電材料製備圖示
器件實際應用展示
供稿：能動學院
