基于可拉伸水凝胶/Al2 O3 的蒸发诱导直流发电技术：柔性能源采集新突破

来自Liu等研究人员开发了一种基于可拉伸明胶/Al2 O3 /NaCl水凝胶复合膜的蒸发诱导直流发电机，解决了现有系统输出低和机械性能差的问题。通过溶胶-凝胶法制备的多孔膜兼具亲水性、弹性与离子导电性，实现32 μA短路电流和0.4 V开路电压，可稳定驱动计算器、LED等电子设备。该技术为可穿戴设备和物联网提供了低成本、可扩展的柔性能源方案。

　　

这项研究展示了一种革命性的柔性能源采集技术：利用自然水蒸发驱动，基于明胶(gelatin)/Al₂
O₃
/氯化钠(NaCl)复合水凝胶的可拉伸发电机。研究人员通过热固化后溶解NaCl的创新工艺，构建出多孔氧化铝基底，使器件在弯曲拉伸时仍能维持稳定输出——最高产生32微安(μA)直流电流和0.4伏特(V)电压，功率密度达0.55毫瓦每平方米(mW m^?2
)。

该系统的核心在于其"三明治"结构：具有优异亲水性的多孔膜通过毛细作用持续输运水分，而梯度离子浓度差形成定向电流。实验显示，优化后的器件内阻仅5.18千欧(kΩ)，能直接为数字温湿度计、发光二极管(LED)等商用设备供电。更令人振奋的是，通过模块化串联/并联组合，多个单元可驱动长达5.1厘米的泡沫动力船，印证了其规模化应用的潜力。

这项技术突破不仅解决了传统蒸发发电装置刚性易损的痛点，其采用的生物相容性材料与溶液加工工艺，更为自供能可穿戴设备、环境监测微机器人提供了新思路。未来通过集成能量存储元件，这类水凝胶基发电机有望成为分布式物联网(IoT)节点的理想能源。