基于纳米碳的水伏材料及其能量转换器件

摘要：

如何收集和转化自然界巨大的水能资源是近年来研究的焦点.自碳纳米管被发现具有在流水中产生电信号的性质以来,以纳米碳为主的水伏材料因具有独特的“水生电”特性引起广泛的研究兴趣.水能资源具有采集难度低、存在范围广、储量丰富等特点,主要以液态水、气态水两种形式存在.碳纳米管、石墨烯等纳米碳材料通过双电层理论和电动理论捕获雨水、水流、波浪等液态水能,而具有多孔结构、高比表面积、氧浓度梯度的碳量子点、碳黑、氧化石墨烯等则利用其独特的结构,实现对气态水能的转化利用.本文系统总结了纳米碳材料将液态、气态水中蕴含的机械能、化学能转化为电能的研究进展以及其能量转换器件;阐述了不同纳米碳和相关器件对水能的转化原理,并指出了水伏材料与器件发展过程中需要面对的挑战以及可能的发展方向.

关键词：水伏材料与器件、纳米碳材料、流动电势、能量捕获、能量转换

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资助基金：国家自然科学基金61774139,21503202,61604143;青岛海洋科学与技术国家实验室主任基金QNLM201702;中央高校基本科研业务费11618409

在线出版日期：2018-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：2818-2832