納米濕電發(fā)電機是一種(zh她少ǒng)新型的、必不可少的發(f些計ā)電機，它基于電動效應(el影分ectrokinetic effect)，能(néng)慢她夠從周圍廣泛分布的水分、汗水和雨水中收集可再生能(néng)源民商。然而，目前的纖維濕電納米發(fā)電機仍然受到(dào)間分玩歇性的能(néng)量收集模式或有限的電力供會在應困擾。

近日，四川大學(xué)研究團隊借鑒植物的蒸騰過(guò)程，開(k拿匠āi)發(fā)出了一種(zhǒng)導電親水性玩西纖維素/碳納米管纖維（RC/CNT），該纖維通過(煙刀guò)大分子鍊通道(dào)和自發(fā)蒸發(fā)有新可以驅動水流連續高效流動。結合電動機理，研究章湖人員發(fā)現僅一根自供電纖維就(jiù)能(néng)産生恒定且巨飛廠大的160.4mV開(kāi)路電壓和高達從子0.4mW·cm-3的功率密度，比大多數傳統在都纖維濕電納米發(fā)電機高出一個數量級。們城最後(hòu)，研究者將(jiāng)108根纖維串街水聯或并聯編織成(chéng)柔軟的織物，發(fā)現隻需充電1還雨0分鐘就(jiù)能(néng)提供能得1.2V的最大電源，足以為一台電子計算器供電。該服去成(chéng)果以“Knittable Composite Fib花金er Allows Constant and Tremend愛小ous Self-Powering Based on 相睡the Transpiration-Driven Electrokinet做女ic Effect”為題發(fā)表在最新一期器煙的《Advanced Functional Materials》上。

RC/CNT纖維的制備

受植物蒸騰作用的啟發(fā)，研究人員采用了在一飛議根親水纖維素/碳納米管纖維内獲得穩定連續供水的概念，實現基于電動效鐵唱應的連續發(fā)電。這(zhè)種(zhǒng)纖維裡東是用LiOH/尿素/H2O混合的綠色溶劑通過(雜雪guò)連續濕法紡絲法制備的。它的溶解-凝固-再生系統是環對去保的，所涉及的加工程序已被(b嗎能èi)證明能(néng)夠實現可擴展和連生計續生産。

RC/CNT纖維發(fā)電性能(néng)研究

研究人員設計了一種(zhǒng)自制的自供電裝置，當NaCl溶液(算科0.2mL)滴在設備一側時(shí)，將(jiāng)纖姐弟維浸濕，迅速産生電流。單根纖維的直流電壓為55說車.8mV，電流為31.1nA，說(sh唱年uō)明RC/CNT複合纖維可以自發(fā)發(fā)電。見件

CNT表面(miàn)改性對(duì)發(fā)電效率關要的影響

為了提高表面(miàn)電荷密度，都日研究人員提出了三種(zhǒng)紅在不同的表面(miàn)改性方法來優化RC/CNT纖維的發(頻飛fā)電性能(néng)。通過(guò)各種(zhǒng)數據表明，足夠的接觸廠來面(miàn)積和CNTs與水分子的強相互作用，以及良好(hǎo)的輸是雪水能(néng)力共同影響輸出電壓。最終，RC頻見/酸化CNT纖維的輸出功率在四種(zhǒng)不同都黃的RC複合纖維中是最大的(27.6nW)。

纖維型濕電納米發(fā)電機的業愛應用

纖維尺寸對(duì)發(fā)電量的影響是顯著讀是的，研究人員在將(jiāng)其應用于可穿戴設備之前進(jìn)行了研究兵器。考慮到(dào)發(fā)電效率，選擇劇城暴露在空氣中的長(cháng)度為10mm(即總長(cháng)度為師外20mm)的纖維進(jìn)行研究。此外，經(jīng)濕法紡絲制備的纖維你長在重複潤濕和蒸發(fā)過(guò)程時(shí)民事，輸出電壓有周期性的上升/下降，表明其輸出性能(néng)穩定，重複性好(hǎ麗友o)。更重要的是，纖維的輸出性能(日算néng)可以通過(guò)輕松地連接更對時多纖維并聯而成(chéng)比例地提高，為多視來種(zhǒng)應用提供了卓越的發(fā)電能(néng)力。