多界面双电层动力学作为能源生成与环境智能的统一平台

《Nature Communications》：Multi-interface electrical double layers dynamics as a unified platform for power generation and environmental intelligence

　　

摘要

固-液界面处的电双层（EDL）介导电荷分离和离子传输，但其在开放水域中同时用于能量收集和传感的动态应用仍然有限。本文表明，管状介电结构中的波浪驱动多界面电双层可以将发电与环境感知相结合。周期性水流运动组装并破坏相互耦合的内外层界面，产生一种电荷接力和平行释放过程，增强了电荷转移和短路电流，达到足以进行低功耗传感的水平。产生电能相同的离子运动也将流体动力学和空间扰动编码为电流特征。受弱电鱼启发，我们使用主辅电极网络来组织这些特征，放大方向响应，并实现涂层监测、波浪状态识别和二维定位。本工作确立了动态多界面电双层作为自供电水圈传感和空间分辨环境感知的物理平台。