中科院新突破：固液界面动态双电层技术让机械能高效转化为电能

中科院新突破：固液界面动态双电层技术让机械能高效转化为电能

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近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所的李朝旭团队取得了一项重要科研突破，他们成功研发出一种基于液态金属与离子凝胶界面的新型自供能器件，为微小型电子设备、可穿戴装置以及低功耗分布式传感器提供了全新的能量自给方案。

这项技术的核心在于其独特的能量转换机制——利用动态双电层的变化，将机械能直接转换为电能。据研究团队介绍，该器件的能量转换效率高达36%，这一数字在同类研究中颇为亮眼。这一成果不仅为环境能量收集领域带来了新思路，也为无源传感技术的发展提供了新的动力。

为了实现这一目标，研究团队创新性地利用离子液体部分溶解和融合纤维素纳米纤维（CNFs），成功制备出一种具有优异压缩回弹性和高离子导电能力的CNFs多孔离子凝胶。这种离子凝胶的制备为器件的高性能表现奠定了坚实基础。

进一步的研究揭示了产电的关键所在：EGaIn动态电极与铂固定电极表面双电层在时空上的非对称性。通过一系列优化条件，研究团队成功实现了高达25μA cm–2的产电电流和4mW cm–2的功率输出，能量转化效率更是达到了惊人的36%。

这项研究不仅为构建高性能的导电离子凝胶提供了新的策略和方法，更为环境能量收集和无源传感领域的研究开辟了新的方向。未来，这种新型自供能器件有望广泛应用于可穿戴设备、微型传感器等领域，为人们的生活带来更多便利和可能。