找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 526|回复: 0

[材料资讯] 张珽团队Nature Communications:用于可穿戴电子器件的热传导增强型柔性水伏发电机

[复制链接]

119

主题

151

帖子

189

积分

注册会员

Rank: 2

积分
189
发表于 2022-2-28 09:23:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
利用蒸发驱动水流经过功能化纳米通道,在固-液界面相互作用下将环境热能转化为电能的水伏效应是近年来新兴的绿色环境能源捕获技术。由于蒸发的自发性和地理环境约束小等特性,水伏发电机可以实现长时间、持续的产能,因此在用于自驱动传感、可穿戴电子器件能源供给等方面具有广阔的应用前景。目前,对于水伏发电器件的研究大都聚焦于通过纳米结构设计或表面功能化处理来提升产电性能,然而,环境中缓慢的水分子蒸发速度(驱动力小)是限制水伏器件产电效率的瓶颈。
  中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的张珽研究员团队在前期湿气驱动的自供能柔性可穿戴传感系统(Nano letters. 2019,19,5544-5552.)、用于柔性传感器件能源供给的水伏发电机(Nano Energy. 2020,72,104663.)以及可利用汗液发电的水伏发电机(Nano Energy., 2021, 85, 105970.)等工作基础上,将柔性离子热电(i-TE)明胶材料与多孔Al2O3水伏发电机结合,利用它们的协同作用构建了一种热传导增强型柔性水伏发电系统。在该系统中,i-TE材料可有效改善水伏发电机与环境之间的热传导。同时,水蒸发消耗热量提供了可靠的温度梯度,为热电模块提供稳定的温差用于产能。此外,该系统可以利用光热转换提升水伏发电机的温度,将输出电压提升至6.4V。

柔性水伏模块

柔性水伏模块
  图1. 热传导增强型柔性水伏发电机结构和机理示意图。

柔性水伏模块

柔性水伏模块
  图2. 基于多孔d-Al2O3柔性水伏模块的产电性能。

柔性水伏模块

柔性水伏模块
  图3. 基于i-TE离子明胶的柔性热电模块的组成及产电性能。

柔性水伏模块

柔性水伏模块
  图4. 热传导增强型柔性水伏发电机性能验证。

柔性水伏模块

柔性水伏模块
  图5. 热传导增强型柔性水伏发电机用于可穿戴传感器件能源供给。
  该工作从热能捕获和能量传导的角度为打破环境桎梏提升水伏发电机性能以及设计柔性可穿戴自供能系统提供了新策略。相关研究成果以题目为“Enhancing hydrovoltaic power generation through heat conduction effects”发表于《Nature communications》 上。论文第一作者为中科院苏州纳米所博士后李连辉和硕士研究生冯思佳,通讯作者为张珽研究员,并得到了新加坡南洋理工刘政教授的支持。该工作得到了国家自然科学基金杰出青年基金、面上基金以及国家重点研发计划等项目的支持。


        文章来源:苏州纳米所
      张珽,中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员、博士生导师、课题组长。取得美国加州大学河滨分校博士学位;担任了全国专业标准化技术委员会委员、中国电子学会敏感技术分会(第四届)气湿敏传感技术专业委员会委员、中国科技大学纳米学院兼职博士生导师、Nature子刊Microsystems & Nanoengineering的编委会成员等学术任职。获得苏州工业园区第七届领军人才等荣誉称号。多次参加国际国内传感器、纳米技术、柔性电子学术会议做受邀报告,并担任2013年IEEE-NEMS国际会议分会主席 (Session Chair) 和2014年国际柔性与印刷电子会议(ICFPE2014)分会主席。



  声明:本网部分文章和图片来源于网络,发布的文章仅用于材料专业知识和市场资讯的交流与分享,不用于任何商业目的。任何个人或组织若对文章版权或其内容的真实性、准确性存有疑义,请第一时间联系我们,我们将及时进行处理。

本帖被以下淘专辑推荐:

回复

使用道具 举报

小黑屋|手机版|Archiver|版权声明|一起进步网 ( 京ICP备14007691号-1

GMT+8, 2024-3-29 16:04 , Processed in 0.090319 second(s), 42 queries .

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表