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導(dǎo)語(yǔ)

水伏效應(yīng)是一種通過(guò)納米材料和各種形式的水（雨滴、波浪、流動(dòng)水分的自然蒸發(fā)）之間的直接相互作用來(lái)發(fā)電的新興技術(shù)。蒸發(fā)驅(qū)動(dòng)的水伏效應(yīng)是一個(gè)自發(fā)的、無(wú)處不在的過(guò)程，可以直接將周圍環(huán)境中的熱能轉(zhuǎn)化為電能，而不需要額外的機(jī)械功，與其他效應(yīng)相比顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。然而，由于其驅(qū)動(dòng)力（蒸發(fā)或滲透）不明確以及不理想的反向擴(kuò)散電流，此類裝置的電流性能較差。2023年8月1日，Advanced Materials報(bào)道了一種基于水滴的毛細(xì)管滲透誘導(dǎo)水伏發(fā)電裝置（WDHEG），其由帶負(fù)電和帶正電的材料形成的二極管狀異質(zhì)結(jié)組成。

檢測(cè)結(jié)果表明，通過(guò)滴水在WDHEG上可實(shí)現(xiàn)連續(xù)發(fā)電，室溫下單個(gè)裝置的JSC（峰值電流密度）和VOC（開路電壓）峰值可達(dá)到160 μA cm?2和0.7V。由二極管類異質(zhì)結(jié)產(chǎn)生的離子整流使JSC在運(yùn)行1000秒后超過(guò)35 μA cm?2，累積電荷接近60mC cm?2。通過(guò)提高水溫和擴(kuò)大器件面積，電流在6cm2時(shí)分別提高到400 μA cm?2和接近1mA。該項(xiàng)研究所構(gòu)建的異質(zhì)結(jié)具有離子二極管的特性，可以產(chǎn)生離子整流，提高電流輸出，為毛細(xì)管滲透誘導(dǎo)的發(fā)電機(jī)提供了一種新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

文中制備的WDHEG由底部電極、水活性層和從下到上的頂部電極組成，并且使用玻璃作為基板，方便了發(fā)電機(jī)的制造和測(cè)試。值得注意的事，底部電極由羥基化多壁碳納米管（MWCNT-OH，購(gòu)買自先豐納米）和PEDOT：PSS的混合溶液真空過(guò)濾得到，其具有良好的潤(rùn)濕性和親水性，從活性層中滲出的多余水很容易被吸收和蒸發(fā)。

文獻(xiàn)名稱：Ion Diode-like Heterojunction for Improving Electricity Generation from Water Droplets by Capillary Infiltration

文獻(xiàn)鏈接：DOI: 10.1002/adma.202305438

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