Moisture-Electric Generators Working in Subzero Environments Based on Laser-Engraved Hygroscopic Hydrogel Arrays

雕刻 材料科学 水分 激光器 复合材料 纳米技术 光学 物理
作者
Fei Yu,Liying Wang,Xijia Yang,Yue Yang,Xuesong Li,Yang Gao,Yi Jiang,Ke Jiang,Wei Lü,Xiaojuan Sun,Dabing Li
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
被引量:10
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c14996
摘要

Moisture-electric generators (MEGs) generate power by adsorbing water from the air. However, their performance at low temperatures is hindered due to icing. In the present work, MEG arrays are developed by laser engraving techniques and a modulated low-temperature hydrogel as the absorbent material. LTH effectively captures moisture and maintains ion dissociation and migration even at subzero temperatures. Based on the double electric layer pseudocapacitance model, the oscillating circuit theory is introduced to explain the effects of moisture absorption, evaporation, and ion migration on the output current of the MEG, and the circuit calculations are matched with the experimental results. Molecular dynamics simulations indicate that LTH's low-temperature stability results from preferential hydrogen bonding between glycerol molecules and H2O, which disrupts H2O–H2O hydrogen bonds and slows water crystallization. A single MEG unit (0.25 cm2) can produce up to ∼0.8 V and ∼21.2 μW/cm2 at room temperature, and at −35 °C with 16% RH, it generates ∼0.58 V and ∼14.35 μA. MEG realizes the following applications: MEG successfully drives electronic devices in snow; arrays of 16 MEGs can power portable electronics, and 384 MEGs can achieve up to 210 V; MEG absorbs moisture in water and drives LEDs by blowing up; MEG has a flexible wearable nature; MEG is used for respiratory monitoring and photoelectric sensors.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
hc发布了新的文献求助10
刚刚
欢喜寄云发布了新的文献求助10
刚刚
dgfhg发布了新的文献求助10
1秒前
莜南发布了新的文献求助10
1秒前
杨山坡完成签到,获得积分10
1秒前
guozizi发布了新的文献求助10
2秒前
lllhhh7发布了新的文献求助10
2秒前
丑八怪发布了新的文献求助10
3秒前
nekoz发布了新的文献求助10
4秒前
在水一方应助俭朴凌青采纳,获得10
4秒前
领导范儿应助图苏采纳,获得100
5秒前
赵银志发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
sns八丘完成签到,获得积分20
6秒前
难过的小甜瓜完成签到,获得积分10
6秒前
科研狗完成签到 ,获得积分10
6秒前
SciGPT应助123Y采纳,获得10
7秒前
ssssbbbb完成签到,获得积分10
7秒前
茫123456完成签到,获得积分10
7秒前
温言叮叮铛完成签到,获得积分10
7秒前
传奇3应助第七个星球采纳,获得10
7秒前
刻苦大门发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助20
8秒前
阳光的外套完成签到,获得积分20
9秒前
10秒前
科目三应助欣喜采纳,获得10
11秒前
杨山坡发布了新的文献求助10
11秒前
guozizi发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
fpxxx完成签到,获得积分10
13秒前
大模型应助科研小趴菜采纳,获得10
14秒前
小博完成签到,获得积分10
16秒前
青鸟飞鱼完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
王玥荟完成签到,获得积分10
18秒前
JiL完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
都美秋完成签到 ,获得积分10
19秒前
yarongzhai完成签到,获得积分10
20秒前
高分求助中
Comprehensive Chirality Second Edition 10000
(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
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1000
Air Transportation A Global Management Perspective 9th Edition 700
DESIGN GUIDE FOR SHIPBOARD AIRBORNE NOISE CONTROL 600
NMR in Plants and Soils: New Developments in Time-domain NMR and Imaging 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4978058
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4231131
关于积分的说明 13178541
捐赠科研通 4021847
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2200445
邀请新用户注册赠送积分活动 1212932
关于科研通互助平台的介绍 1129219