【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(xiàn)象中富集能量。傳統(tǒng)的液壓發(fā)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(fā)電機也存在著可實現(xiàn)功率密度太小的問題。因此，從中實現(xiàn)輕型、高密度發(fā)電機依然是一個艱巨的挑戰(zhàn)。

【成果簡介】

香港城市大學的王鉆開、內(nèi)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(tǒng)研究所的王中林（共同通訊作者）等人聯(lián)合發(fā)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(zhì)上與鋁電極沉積成膜而成。在連續(xù)水滴的沖擊下，聚四氟乙烯薄膜表面引發(fā)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(xiàn)在鋁電極上的電荷轉(zhuǎn)移。研究表面，這一薄膜器件上發(fā)生的水滴沖撞能夠?qū)⒃静幌噙B的組分搭建成閉環(huán)電學系統(tǒng)，將界面效應轉(zhuǎn)變成體效應，從而實現(xiàn)瞬時功率密度的數(shù)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(fā)表在Nature上。

【圖文導讀】

圖1 液滴發(fā)電機的設計

圖2 發(fā)電機的性能提升表征

圖3 電路模型

圖4 穩(wěn)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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