木材改良湿气发电机的设计及性能研究

摘要：

为解决湿气发电领域器件的实际应用受限于复杂的制备工艺和高昂的材料成本问题,通过简单的改良工艺开发一种环保、低成本的木材基湿气发电机(W-MEG).利用2.5%的亚氯酸钠(NaClO2)溶液对木材进行去木质素处理,使其天然的输水通道保持畅通;制备具有优异吸湿能力和离子扩散能力的海藻酸钠/还原氧化石墨烯(SA/rGO)水凝胶,并将其涂覆到木材表面;为进一步提高所制备的W-MEG的发电性能,通过调整减压浸渍工艺的时间来控制水凝胶浸入木材内部通道的程度,形成上多下少的不对称结构,扩大离子浓度分布.基于此种不对称结构,利用木材天然的定向水分传输特性和离子扩散效应,W-MEG单元可以在 80%相对湿度(RH)下产生 220 mV的开路电压和 0.28 μA的短路电流,并且在 35%～95%的RH范围内都有电能输出.通过集成多个W-MEG单元,可作为驱动LED等微型商业设备的高效电源,具有实际应用的潜力.此研究为简单、低廉高效的湿气能源收集器件提供了新的见解,并使木材的创新利用技术成为可能.

关键词：木材、湿气收集、不对称结构、离子扩散、发电

所属期刊栏目：39

分类号：S776.05(森林工程、林业机械)

资助基金：国家自然科学基金51905085/52175266

在线出版日期：2023-11-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：109-115