顆粒在線訊：利用蒸發(fā)驅動水流經(jīng)過功能化納米通道，在固-液界面相互作用下將環(huán)境熱能轉化為電能的水伏效應是近年來新興的綠色環(huán)境能源捕獲技術。由于蒸發(fā)的自發(fā)性和地理環(huán)境約束小等特性，水伏發(fā)電機可以實現(xiàn)長時間、持續(xù)的產(chǎn)能，因此在用于自驅動傳感、可穿戴電子器件能源供給等方面具有廣闊的應用前景。目前，對于水伏發(fā)電器件的研究大都聚焦于通過納米結構設計或表面功能化處理來提升產(chǎn)電性能，然而，環(huán)境中緩慢的水分子蒸發(fā)速度（驅動力?。┦窍拗扑骷a(chǎn)電效率的瓶頸。

　　中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所研究員張珽團隊在對濕氣驅動的自供能柔性可穿戴傳感系統(tǒng)、用于柔性傳感器件能源供給的水伏發(fā)電機以及可利用汗液發(fā)電的水伏發(fā)電機研究的基礎上，將柔性離子熱電(i-TE)明膠材料與多孔Al2O3水伏發(fā)電機結合，利用它們的協(xié)同作用構建了一種熱傳導增強型柔性水伏發(fā)電系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，i-TE材料可有效改善水伏發(fā)電機與環(huán)境之間的熱傳導。同時，水蒸發(fā)消耗熱量提供了可靠的溫度梯度，這為熱電模塊提供穩(wěn)定的溫差用于產(chǎn)能。此外，該系統(tǒng)可以利用光熱轉換提升水伏發(fā)電機的溫度，將輸出電壓提升至6.4V。

　　該工作從熱能捕獲和能量傳導的角度為打破環(huán)境桎梏提升水伏發(fā)電機性能以及設計柔性可穿戴自供能系統(tǒng)提供了新策略。相關研究成果以Enhancing hydrovoltaic power generation through heat conduction effects為題發(fā)表在Nature communications上。

圖1 熱傳導增強型柔性水伏發(fā)電機結構和機理示意圖

圖2 基于多孔d-Al2O3柔性水伏模塊的產(chǎn)電性能

圖3 基于i-TE離子明膠的柔性熱電模塊的組成及產(chǎn)電性能

圖4 熱傳導增強型柔性水伏發(fā)電機性能驗證

圖5 熱傳導增強型柔性水伏發(fā)電機用于可穿戴傳感器件能源供給