由离子水凝胶制成的高效且可扩展的湿气发电机

寻找一种简单高效的绿色能源转换技术是实现碳中和和可持续绿色能源同时满足日益增长的电力需求计划的重要组成部分。

湿电发电机(MEG)利用大气中水分的化学能直接发电，不产生污染物和有害气体排放，是能源领域的一项新兴技术。

实用的绿色电源

然而，大多数 MEG 都受到间歇性电信号和低电流的影响。此外，尚未实现大规模集成和实际应用。为了解决这些问题，智能可穿戴系统研究所所长陶晓明教授和她的团队创造了一种新型高效的离子水凝胶湿电发生器(IHMEG)，它具有多功能、灵活、轻便和全天候适应性特征。该研究发表在《先进材料》杂志上。

IHMEG 在 10% 至 85% 相对湿度 (RH) 和 -24°C 至 60°C 的各种环境条件下稳定运行。这为香港 提供了一个有前途的绿色能源，香港大部分的相对湿度在一年中都在 40% 到 90% 之间波动。

由于离子水凝胶网络的吸湿能力和快速离子传输能力的协同作用，单个0.25 cm 2的IHMEG单元可以连续产生开路电压恒定为≈0.8 V的直流电更长时间超过 1,000 小时，0.24 mA cm -2的高短路电流密度，以及高达 35 µW cm -2的功率密度。

重要的是，IHMEG 单元的大规模集成可以很容易地实现，并提供电压高达 210 V 的设备，能够直接驱动众多商业电子产品，包括电子计算器、能量表带、电子墨水屏和发光-二极管阵列。此外，IHMEG 功率器件已成功用于毫米级电镀金属镍 (Ni) 结构。这是一个重大进步，证明了具有足够能量的可扩展 IHMEG 的实际应用。

此外，IHMEG 直流 (DC) 电源可以通过根据操作要求以串联、并联方式或这些方式的组合连接多个 IHMEG 单元来轻松设计和制造。随着从无处不在的水分中自发产生能量的进展，IHMEG 设备显示出为自供电物联网和可穿戴电子系统 开发多功能、高效、可扩展和绿色电源的巨大潜力。

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