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Small Methods发表吴伟教授课题组蒸发驱动的水伏发电器件新进展时间:2023-05-06 16:08:53

近日,中心吴伟教授课题组在蒸发驱动的水伏发电机方向取得新进展。相关成果以“A Continuous Gradient Chemical Reduction Strategy of Graphene Oxide for Highly Efficient Evaporation-Driven Electricity Generation”为题目,发表于国际知名期刊Small Methods,影响因子15.367。论文第一署名单位是武汉大学,中心2021级博士研究生刘群为第一作者,吴伟教授为通讯作者。

开发从自然环境中收集能量的技术是缓解化石燃料枯竭和全球变暖的有效途径。水作为一种可再生资源,覆盖了地球表面的71%,吸收了地球获得的太阳能量的35%,这种能量驱动水由液态水自发汽化为水蒸气,再冷凝为液态水,持续循环。近年来,新兴的水伏发电技术研究表明,可以通过功能材料与水的相互作用直接发电,蒸发驱动的水伏发电机因其能在大范围环境湿度下自发和持续收集能量的优势而脱颖而出。

受不对称结构和蒸腾作用的启发,本工作提出了一种连续梯度的化学还原策略来制备高性能的蒸发驱动的织物基水伏发电机。室温环境下,仅需50 μL的NaCl溶液,单个发电器件(1 cm × 3 cm × 0.031 cm)即可连续产生0.44 V电压和590.1 μA的电流,其最优的输出功率为50.9 μW(体积功率密度:0.55 mW cm-3)。通过对器件进行简单的串并联,产生的能量可以直接持续点亮10个红色LED灯10分钟,或者直接驱动集成了温湿度显示屏的商用时钟连续工作2小时以上。上述研究为高性能蒸发驱动的水伏发电机的制备和可再生资源的高效利用提供了新颖的策略。

                                                             (通讯员:刘群)

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smtd.202300304