碳管-TiO₂复合水电组件

功率密度32 μW·cm⁻³

通过树枝状胶体构建填料包裹结构，使碳管与TiO₂直接接触水并协同发电，解决了碳管官能团少和TiO₂高内阻的问题。

Qu, Yuliang · 张学忠 · 傅强 · 陈显春 · 邓华

Composites Science and Technology 2023

具体参数

开路电压

{'zh': '0.51', 'en': '0.51'} V

短路电流

{'zh': '47.3', 'en': '47.3'} μA

功率密度

{'zh': '32.21', 'en': '32.21'} μW·cm⁻³

能量密度

{'zh': '15.97', 'en': '15.97'} μWh·cm⁻³

技术优势

填料直接碰水

PVDF树枝状胶体将CNT/TiO₂包裹在多孔PU骨架上，使填料暴露在水汽中，增强水-材料相互作用。

协同网络解矛盾

将亲水TiO₂与导电CNT杂化，既利用TiO₂吸湿，又通过CNT降低整体电阻，电压和电流同步提高。

填料载量显著提升

借助PVDF树枝状胶体的抓附作用，杂化填料在PU泡沫中的负载量大幅增加，单位体积功率密度高。

应用场景

• 微纳能源收集：从环境湿气中直接取电，驱动微瓦级节点。
• 自供电传感器：利用湿气自发电，省去传感器电池。
• 可穿戴供电器件：柔性PU基底可贴合皮肤，利用汗液蒸发供电。
• 物联网电源：替代纽扣电池，为低功耗物联网终端持续供能。