想要驱动设备(如水下运载工具或探测器)在海水下面工作,往往需要通过电化学装置直接从海洋中获取能量。受限于海底的极端环境,到目前为止,在海水中同时具有高能量密度和高功率密度非常困难。在海底,海洋生物可以通过有氧呼吸进行长期生活,也可以通过无氧呼吸提供即时高输出功率以实现快速运动。受海洋生物这种可切换能量提取模式的启发,华东师范大学Ming Hu报道了一种基于MOF的可自动切换的双模式海水能量提取系统。该系统可以通过主动选择海水中的不同溶质作为电子受体,同时实现高能量密度和高功率密度。在MOF的辅助下,该装置的理论能量密度为3960 Wh kg-1,实用功率密度高达100±4 mW cm-2,出色的稳定性和低成本优势,使这种装置海水中的实际应用成为可能。
参考文献:
Wei Zhang, Ming Hu et al. Auto‐switchable dual‐mode seawater energy extraction system enabled by metal‐organic frameworks. Angew 2019.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201901759