來源：【中國科學院】
近年來，利用蒸發驅動水流經過功能化納米通道，在固-液界面相互作用下，將環境熱能轉化爲電能的水伏效應是新興的綠色環境能源捕獲技術。由于蒸發的自發性和地理環境約束小等特性，水伏發電機可以實現長時間、持續的産能，在用于自驅動傳感、可穿戴電子器件能源供給等方面具有廣闊的應用前景。目前，水伏發電器件研究多聚焦于通過納米結構設計或表面功能化處理來提升産電性能，而環境中緩慢的水分子蒸發速度（驅動力小）是限制水伏器件産電效率的瓶頸。
中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所研究員張珽團隊在前期濕氣驅動的自供能柔性可穿戴傳感系統（Nano letters, 2019,19,5544-5552）、用于柔性傳感器件能源供給的水伏發電機（Nano Energy, 2020,72,104663）以及可利用汗液發電的水伏發電機（Nano Energy, 2021, 85, 105970）等工作的基礎上，將柔性離子熱電（i-TE）明膠材料與多孔Al2O3水伏發電機結合，利用它們的協同作用構建了熱傳導增強型柔性水伏發電系統。該系統中，i-TE材料可有效改善水伏發電機與環境之間的熱傳導。同時，水蒸發消耗熱量提供了可靠的溫度梯度，爲熱電模塊提供穩定的溫差用于産能。此外，該系統可以利用光熱轉換提升水伏發電機的溫度，將輸出電壓提升至6.4V。
該研究從熱能捕獲和能量傳導的角度，爲打破環境桎梏提升水伏發電機性能以及設計柔性可穿戴自供能系統提供了新策略。相關研究成果以Enhancing hydrovoltaic power generation through heat conduction effects爲題，發表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。研究工作得到國家自然科學基金國家傑出青年科學基金項目/面上項目與國家重點研發計劃等的支持。新加坡南洋理工大學科研人員參與研究。
論文鏈接
圖1.熱傳導增強型柔性水伏發電機結構和機理示意圖
圖2.基于多孔d-Al2O3柔性水伏模塊的産電性能
圖3.基于i-TE離子明膠的柔性熱電模塊的組成及産電性能
圖4.熱傳導增強型柔性水伏發電機性能驗證
圖5.熱傳導增強型柔性水伏發電機用于可穿戴傳感器件能源供給
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