环境适应性发电对发展下一代能源极具吸引力。近日，清华大学曲良体教授，程虎虎助理研究员报道了成功开发了一种基于双层聚电解质膜（BPFs）的异质湿气发电机（HMEG）。

文章要点

1）研究人员将聚阳离子（PDDA）和聚阴离子（PSS）和聚乙烯醇（PVA）杂化（PSSA）膜结合，构建了一种仿生双层BPF。该BPF可以自动吸附潮湿空气中的水分，并在较长时间内分解PDDA层带负电荷的Cl^-离子和PSSA层带正电荷的H⁺离子，造成不同层中Cl^-和H⁺离子的浓度差异。因此，在离子浓度差的驱动下，带负电荷的Cl^-离子从PDDA层向PSSA层扩散，带正电荷的H⁺离子从PSSA层向PDDA层扩散，从而产生电势和电流。

2）实验结果显示，这种通过水分子在空气中的自发吸附和带相反电荷离子的诱导扩散，所开发的单个HMEG单元在低相对湿度（25% RH ）条件下即可产生约0.95 V的高压，在85% RH下电压升至1.38 V。

3）研究人员设计了一种顺序对准堆叠策略用于大规模集成HMEG单元，所制备的器件可在25% RH，25 ℃环境条件下输出超1000 V的高压。同时，采用折纸组装策略，HMEGs还可以产生43 V cm^-3 超高体积电压。采用这种集成器件可照亮10 W的灯泡，驱动动态电子墨水屏，并控制自供电场效应晶体管的栅极电压。

参考文献

Wang, H., Sun, Y., He, T. et al. Bilayer of polyelectrolyte films for spontaneous power generation in air up to an integrated 1,000 V output. Nat. Nanotechnol. (2021)

DOI：10.1038/s41565-021-00903-6

https://doi.org/10.1038/s41565-021-00903-6