本网讯 近日，学校材料与化学学院柔性光/电子器件课题组王新教授在能源领域的国际顶级期刊《Energy & Environmental Science》(中科院1区top，IF=31)发表题为“Synergistic boosting of electrical output of moisture-electric generator based on CCNF-LiCl-PAM hydrogel”的研究论文。

该研究针对湿气发电器件输出性能低和长期稳定性不足等关键问题，提出了一种多机制协同增强策略，成功构筑了高性能湿气发电器件，实现了该器件的高电压、高电流密度及电压长期稳定性质。

大气湿气广泛存在于自然环境中，蕴含丰富的化学势能，被认为是一种极具开发潜力的可再生能源。湿气发电技术能够将环境湿气中的化学势能持续转化为电能，但目前多数湿气发电器件仍面临水分梯度难以维持、离子浓度有限及离子传输效率低等问题，导致输出性能和稳定性受限。

针对上述问题，研究团队构建了由羧基化纤维素纳米纤维（CCNF）、氯化锂（LiCl）和聚丙烯酰胺（PAM）组成的CLP水凝胶，并结合激光诱导石墨烯（LIG）电极和多孔锌（Zn）电极设计了一种新型高效的CLP-MEG湿气发电器件。研究发现，CCNF和PAM提供丰富的离子解离位点和高效离子传输通道，LiCl增强了水凝胶的吸湿能力和导电率，而多孔锌电极通过界面反应补充离子，通过三者协同作用，实现了湿气吸附、离子解离、离子传输的协同增强效应。该器件获得了1.92V的高开路电压和2.44 mA cm−2的高短路电流密度，并在连续运行90天后仍保持1.34V以上的稳定电压输出。进一步通过串联和并联集成策略实现了超过100V的电压输出和80mA以上的电流输出，可直接驱动LED灯、温湿度计、智能手机及LED显示屏等电子设备，展现出良好的应用前景。

该研究为高性能湿气发电器件的设计提供了新的研究思路，也为环境湿气化学势能高效转化为绿色电能提供了理论依据和技术支撑，对推动新型可再生能源发展具有重要意义。

学校为论文第一单位，王新教授为唯一通讯作者。该研究得到国家自然科学基金面上项目、安徽省自然科学基金和安徽农业大学高层次人才科研项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1039/D6EE00528D