Humidity-Tolerant Moisture-Driven Energy Generator with MXene Aerogel–Organohydrogel Bilayer

气凝胶 材料科学 水分 纳米技术 湿度 相对湿度 光电子学 化学工程 复合材料 气象学 物理 工程类
作者
Kaiying Zhao,Jae Won Lee,Zhi Gen Yu,Wei Jiang,Jin Woo Oh,Gwanho Kim,Hyowon Han,Yeonji Kim,Kyuho Lee,Seokyeong Lee,HoYeon Kim,Taebin Kim,Chang Eun Lee,Hyeokjung Lee,Jihye Jang,Jong Woong Park,Yong‐Wei Zhang,Cheolmin Park
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (6): 5472-5485 被引量:145
标识
DOI:10.1021/acsnano.2c10747
摘要

Free-standing and film-type moisture-driven energy generators (MEGs) that harness the preferential interaction of ionized moisture with hydrophilic materials are interesting because of their wearability and portability without needing a water container. However, most such MEGs work in limited humidity conditions, which provide a substantial moisture gradient. Herein, we present a high-performance MEG with sustainable power-production capability in a wide range of environments. The bilayer-based device comprises a negatively surface-charged, hydrophilic MXene (Ti3C2Tx) aerogel and polyacrylamide (PAM) ionic hydrogel. The preferential selection on the MXene aerogel of positive charges supplied from the salts and water in the hydrogel is predicted by the first-principle simulation, which results in a high electric output in a wide relative humidity range from 20% to 95%. Furthermore, by replacing the hydrogel with an organohydrogel of PAM that has excellent water retention and structural stability, a device with long-term electricity generation is realized for more than 15 days in a broad temperature range (from -20 to 80 °C). Our MXene aerogel MEGs connected in series supply sufficient power for commercial electronic components in various outdoor environments. Moreover, an MXene aerogel MEG works as a self-powered sensor for recognizing finger bending and facial expression.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
4秒前
4秒前
ZT9完成签到,获得积分20
5秒前
liuye0202完成签到,获得积分10
6秒前
John完成签到 ,获得积分10
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
ZT9发布了新的文献求助10
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
精明世倌完成签到 ,获得积分10
15秒前
pangminmin完成签到,获得积分10
22秒前
knight7m完成签到 ,获得积分10
23秒前
小路完成签到 ,获得积分10
23秒前
24秒前
Lrcx完成签到 ,获得积分10
27秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
30秒前
31秒前
tianshanfeihe完成签到 ,获得积分10
32秒前
Dellamoffy完成签到,获得积分10
33秒前
37秒前
收集快乐完成签到 ,获得积分10
37秒前
chichenglin完成签到 ,获得积分0
38秒前
39秒前
che完成签到 ,获得积分10
39秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
42秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
44秒前
折柳完成签到 ,获得积分10
44秒前
zpc猪猪完成签到,获得积分10
44秒前
触摸涨停板完成签到 ,获得积分10
48秒前
48秒前
49秒前
迅速千愁完成签到 ,获得积分10
49秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
54秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
56秒前
千玺的小粉丝儿完成签到,获得积分10
58秒前
1分钟前
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
SN完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
Cummings Otolaryngology Head and Neck Surgery 8th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5756001
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5500941
关于积分的说明 15381847
捐赠科研通 4893772
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2632404
邀请新用户注册赠送积分活动 1580276
关于科研通互助平台的介绍 1536121