最新Nature: 基于液滴的高效發電器件

【引言】

如今越來越多的研究關注到了從雨滴、河流、海洋波浪或者潮汐等現象中富集能量。傳統的液壓發電機存在著機械笨重、效率低下的問題。而作為替代方案，新型的水-液滴/固體摩擦起電納米發電機也存在著可實現功率密度太小的問題。因此，從中實現輕型、高密度發電機依然是一個艱巨的挑戰。

【成果簡介】

香港城市大學的王鉆開、內布拉斯加大學林肯分校的曾曉成以及中科院北京納米能源與系統研究所的王中林（共同通訊作者）等人聯合發文報道制備了一種從沖擊水滴中富集能量的新型器件。該器件是利用液滴澆鑄式聚四氟乙烯在銦錫氧化物（ITO）基質上與鋁電極沉積成膜而成。在連續水滴的沖擊下，聚四氟乙烯薄膜表面引發高密度電荷，并進一步在ITO上誘導形成等量的相反電荷，實現在鋁電極上的電荷轉移。研究表面，這一薄膜器件上發生的水滴沖撞能夠將原本不相連的組分搭建成閉環電學系統，將界面效應轉變成體效應，從而實現瞬時功率密度的數量級增長。2020年02月05日，相關成果以題為“A droplet-based electricity generator with high instantaneous power density”的文章在線發表在Nature上。

【圖文導讀】

圖1 液滴發電機的設計

圖2 發電機的性能提升表征

圖3 電路模型

圖4 穩定性和普適性表征

文獻鏈接：A droplet-based electricity generator with high instantaneous power density（Nature, 2020, DOI: 10.1038/s41586-020-1985-6）

本文由材料人學術組NanoCJ供稿。

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