MXene 气凝胶-有机水凝胶双层的耐湿湿气驱动发电机

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2024-05-23 14:23:05

MXene 气凝胶-有机水凝胶双层的耐湿湿气驱动发电机

利用电离水分与亲水材料的优先相互作用的独立式和薄膜型水分驱动能量发生器 (MEG) 很有趣，因为它们无需水容器即可佩戴和携带。然而，大多数此类 MEG 都在有限的湿度条件下工作，这会提供相当大的湿度梯度。在此，延世大学Cheolmin Park展示了一种在各种环境中具有可持续发电能力的高性能 MEG。

本文要点：

1）基于双层的装置包含带负表面电荷的亲水性 MXene (Ti3C2TX) 气凝胶和聚丙烯酰胺 (PAM) 离子水凝胶。

2）第一性原理模拟预测，MXene 气凝胶会优先选择水凝胶中的盐和水提供的正电荷，从而在 20% 至 95% 的宽相对湿度范围内产生高电输出。

3）此外，通过将水凝胶替换为具有出色保水性和结构稳定性的 PAM 有机水凝胶，实现了在宽温度范围（-20 至 80 °C）下超过 15 天的长期发电装置。

4）串联的 MXene 气凝胶 MEG 可为各种户外环境中的商业电子元件提供充足的电力。此外，MXene 气凝胶 MEG 可用作自供电传感器，用于识别手指弯曲和面部表情。