前沿透视：最高输出1000 V - 双层聚电解质薄膜在空气中自发发电

由于全球变暖和巨大的电能需求，将绿色环境能源转化为电能的发电技术成为研究热点。一系列新型发电技术，包括光伏、压电和热电等都取得了重要进展，但这些发电技术也受限于特定的环境要求或者脉冲信号输出。湿气发电（Moisture-enabled electric generator, MEG）是一种利用空气中的水汽进行发电的新型环境能源转化和利用策略。

近日，清华大学化学系王海燕博士研究生、曲良体教授和程虎虎助理研究员等人受到具有跨膜电位的非对称脂质双层的启发，报道了一种基于双层聚电解质薄膜（BPF）的异质湿气发电器件（HMEG）。HMEG能够自发吸收空气中的水汽，形成带电的可迁移离子（Cl-和H+）的异质分布和定向扩散，在相对低湿度25% RH（25 oC）的大气环境下可以长时间产生0.95 V的电压，在85% RH下电压可达1.38 V。作者借助激光加工技术提出了一种错位有序堆叠策略，实现了HMEG的大规模集成，上千个HMEG器件的集成可以输出千伏的电压。同时，作者利用折纸组装策略，构建了高度折叠收缩的HMEG，体积仅为0.5 × 0.5 × 9.2 cm3的集成器件可以提供高达43 V cm-3的电压输出。集成器件产生的电能可以存储到电容器或电池中，可以给商用电子设备供电，还可以作为栅压驱动场效应晶体管，显示其在便携式、响应性和自供电系统中的应用潜力。

文献链接：
Bilayer of polyelectrolyte films for spontaneous power generation in air up to an integrated 1,000 V output，Nature Nanotechnology，2021

原文链接：
http://www.cailiaoniu.com/221509.html