最新Nature: 基于液滴的高效发电器件

【引言】

如今越来越多的研究关注到了从雨滴、河流、海洋波浪或者潮汐等现象中富集能量。传统的液压发电机存在着机械笨重、效率低下的问题。而作为替代方案，新型的水-液滴/固体摩擦起电纳米发电机也存在着可实现功率密度太小的问题。因此，从中实现轻型、高密度发电机依然是一个艰巨的挑战。

【成果简介】

香港城市大学的王钻开、内布拉斯加大学林肯分校的曾晓成以及中科院北京纳米能源与系统研究所的王中林（共同通讯作者）等人联合发文报道制备了一种从冲击水滴中富集能量的新型器件。该器件是利用液滴浇铸式聚四氟乙烯在铟锡氧化物（ITO）基质上与铝电极沉积成膜而成。在连续水滴的冲击下，聚四氟乙烯薄膜表面引发高密度电荷，并进一步在ITO上诱导形成等量的相反电荷，实现在铝电极上的电荷转移。研究表面，这一薄膜器件上发生的水滴冲撞能够将原本不相连的组分搭建成闭环电学系统，将界面效应转变成体效应，从而实现瞬时功率密度的数量级增长。2020年02月05日，相关成果以题为“A droplet-based electricity generator with high instantaneous power density”的文章在线发表在Nature上。

【图文导读】

图1 液滴发电机的设计

图2 发电机的性能提升表征

图3 电路模型

图4 稳定性和普适性表征

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

本文由材料人学术组NanoCJ供稿。

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