双网络离子凝胶湿气发电机
高输出宽温域
利用溶剂介导的微相分离结构,同步实现高拉伸性和坚固性,适用于全天候自供电系统。
Ying, Wang · Jiaqi, Chai · Hongji, Wang · Xiao, Tianliang · Jiazheng, Zhao · Lie, Chen · Lei, Wenwei · 刘明杰
Interdisciplinary Materials 2025
具体参数
- 拉伸强度
- {'zh': '4.63', 'en': '4.63'} MPa
- 断裂伸长率
- {'zh': '501.02', 'en': '501.02'} %
- 断裂韧性
- {'zh': '10.81', 'en': '10.81'} MJ m⁻³
- 滞后
- {'zh': '5', 'en': '5'} %
- 稳定输出电压范围
- {'zh': '0.9–1.25', 'en': '0.9–1.25'} V
- 短路电流密度
- {'zh': '539.42', 'en': '539.42'} µA cm⁻²
- 串联输出电压
- {'zh': '60', 'en': '60'} V
技术优势
强度与拉伸兼得
溶剂富集相促进拉伸和离子传导,聚合物富集相提升机械强度,因此拉伸强度达 4.63 MPa,断裂伸长率 501.02%。
宽温湿域可用
利用离子液体的本征宽温耐受性,器件在 30%–90% RH 和 −25°C 至 55°C 范围内稳定输出 0.9–1.25 V。
电流密度创纪录
短路电流密度达 539.42 µA cm⁻²,优于大多数已报道的凝胶基湿气发电机,可直接驱动商用电子设备。
应用场景
- 湿气发电:利用湿气梯度直接发电,无需额外能量输入
- 自供电柔性电子:为柔性电子提供机械兼容的自供电电源
- 可穿戴自供电系统:可随穿戴设备弯折,在体表环境中稳定发电
- 物联网传感器供电:以湿气为能源,为物联网传感器节点免维护供电
- 可持续能源收集:从环境湿气中收集可持续能源,替代传统电池