高性能棉纤维基水蒸发诱导发电机：实现自供能氨气传感的可持续能量收集

为解决分布式传感器节点供能难题，研究人员创新性地利用废弃鞋带开发出高性能棉纤维基水蒸发诱导发电机(CFEEG)。该装置通过天然纤维结构实现高效毛细吸水，无需额外处理即可获得稳定电能输出，功率密度达220 nW cm?2。研究进一步结合MXene涂层构建出自供能NH3检测系统(1-100 ppm，响应时间<20 s)，开创了"发电-传感"一体化新范式，为下一代自供能系统提供新思路。

　　

近年来，水蒸发诱导发电机(water evaporation-induced generators, EEGs)因其在分布式传感器供能领域的潜力备受关注。然而复杂的制备工艺始终制约着其工业化进程。这项研究别出心裁地利用废弃鞋带开发出高性能棉纤维基EEG(CFEEG)，其天然纤维结构赋予卓越的毛细吸水性能，无需复杂处理即可实现高效稳定的电能输出。更巧妙的是，通过在CFEEG表面涂覆MXene材料，电流输出得到显著提升。实验数据显示，该装置在25%相对湿度下功率密度高达220 nW cm^?2，创下柔性植物基EEG的新纪录。

研究团队进一步发挥MXene材料的室温气敏特性，首次构建出基于MXene-CFEEG的自供能氨气(NH₃)检测系统。这一创新系统可直接通过监测CFEEG输出电压变化实现1-100 ppm浓度范围内的NH₃检测，无需额外电源管理模块，响应时间短于20秒。该成果开创性地建立了"发电-传感"一体化新范式，为整合供能与传感功能的下一代自供能系统提供了重要技术参考。