日益严重的能源消耗和由此引发的气候变化是人类可持续发展面临的两大挑战。氢气(H2)是一种环境友好型可再生能源，能量密度极高，达143 MJ kg−1。水分解是一种实用且经济实惠的方法，它通过外接电源电解H2O来产生H2。
近日，加州大学洛杉矶分校Jun Chen通过构造一个磁弹性发电机(MEG)来收集水能以实现自给自足的水分解，从而引入巨磁弹性效应作为一种全新的工作机制。
文章要点
1）MEG设计合理，一体式机身设计，有两个功能组件。一个是巨磁力耦合(MC)层，另一个是磁感应(MI)层。水流引起的机械压力将使软MC层变形，并通过磁性粒子-粒子相互作用(MPPI)和磁偶极-偶极相互作用(MDDI)改变其内部磁场。因此，外部磁场的变化将通过电磁感应在MI层中感应出电流。
2）在水流速率为7.1 min−2时，MEGS产生的电压密度为0.22 V cm−2，电流密度为2.99 mA cm−2，功率密度为1.76 mW cm−2，匹配电阻为60 Ω。此外，基于MEG的水电集能系统可以很容易地放大，与单个单元MEG系统相比，双MEG系统的输出功率提高了2.5倍以上。
3）该系统具有超高的电流密度，具有快速充电能力，可在14 min内给9 V以下的商用电容器充电，储能537.6 μC，分解H2O为H2和O2的速率为1.93 × 10−3 mL min−1。
基于MEG的水力发电系统代表了一种新兴的可持续的自力式水分解技术，具有超高电流密度、低内阻和固有防水等引人注目的特点。
参考文献
Il Woo Ock, Harvesting Hydropower via a Magnetoelastic Generator for Sustainable Water Splitting, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c06540
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c06540
