圖文簡介

水是世界上最可持續(xù)的資源之一，提供豐富的水能。通過傳統(tǒng)的水能收集獲得大量電力是昂貴的，具有復(fù)雜的機制和龐大的安裝系統(tǒng)。在一些便攜式電子設(shè)備和傳感器系統(tǒng)耗能較少的情況下，水滴收集作為一種可持續(xù)能源已成為滿足未來對綠色能源需求的前瞻性舉措。未來對綠色能源的最終需求需要人類社會周圍所有可能的可持續(xù)能源。水滴驅(qū)動的能量收集納米發(fā)電機的新興潛力可以滿足很大一部分綠色能源需求。在本次審查中，總結(jié)了用于有效能量清除的液滴驅(qū)動納米發(fā)電機的最新發(fā)展。它還包括從材料選擇和輸出性能方面對器件結(jié)構(gòu)的廣泛討論。本綜述還簡要討論了基于液滴的納米發(fā)電機的應(yīng)用，并通過該領(lǐng)域引入的當前設(shè)計和制造策略的改進概述了未來的可能性。

文獻中基于液滴的納米發(fā)電機的概述和演變。

液滴的物理性質(zhì)和與固體表面的相互作用

液滴納米發(fā)電機的工作原理

單電極模式液滴納米發(fā)電機

各種結(jié)構(gòu)化的基于液滴的納米發(fā)電機

基于液滴的納米發(fā)電機的應(yīng)用

基于液滴的納米發(fā)電機的應(yīng)用

基于液滴的納米發(fā)電機的應(yīng)用

在這篇綜述中，總結(jié)了基于不同結(jié)構(gòu)、機理和材料的水滴納米發(fā)電機的最新發(fā)展和性能。憑借在制造過程中的超強靈活性和簡單的架構(gòu)設(shè)計，基于液滴的納米發(fā)電機已成為有效收集雨水滴作為可持續(xù)能源的獨立領(lǐng)域。全球范圍內(nèi)正在進行大量研究，這預(yù)示著該領(lǐng)域的堅實未來。雖然輸出功率仍然不是很高，但它們能夠有效地為許多便攜式低功率電子設(shè)備和自供電傳感器網(wǎng)絡(luò)供電。進一步的研究將擴展收集大規(guī)模能源和多樣化應(yīng)用機會的性能。北京發(fā)電機###http://www.1688baifa.com

基于液滴的納米發(fā)電機已受到科學(xué)界的廣泛關(guān)注，并且通過全球范圍內(nèi)該研究領(lǐng)域的眾多調(diào)查取得了一些重大進展。這些設(shè)備與太陽能電池和風(fēng)力發(fā)電機的混合使得在各種天氣條件下收集能量變得更加重要，不僅具有更高的輸出，而且還具有一些額外的設(shè)施，例如太陽能電池的自我清潔。盡管取得了進步，但為了這些樂觀發(fā)現(xiàn)的發(fā)展的連續(xù)性，應(yīng)該克服某些限制，

i)對于發(fā)電的液體/固體相互作用的潛在機制仍有爭議，應(yīng)妥善解決。接觸帶電與EDL的關(guān)系需要深入驗證。材料選擇和結(jié)構(gòu)發(fā)展取決于機理，這可以將器件性能從當前水平提高到顯著更高的水平。

• ii)界面效應(yīng)對器件輸出至關(guān)重要，它顯著影響性能?；谝旱蔚募{米發(fā)電機在其運行過程中顯示出瞬時峰值，這顯著降低了平均功率。新材料設(shè)計和基本工作原理可以優(yōu)化界面效應(yīng)，這是器件制造中應(yīng)該克服的主要挑戰(zhàn)。
• iii)這些設(shè)備的長期運行受到輸出不穩(wěn)定和連續(xù)液滴撞擊造成的表面退化的影響。超疏水表面長期受到滴落液滴的影響。雖然一些技術(shù)，如 SLIPS，其中液-液表面相互作用比液-固相互作用更可持續(xù)。因此，需要對基于液滴的納米發(fā)電機進行更高電荷密度和可持續(xù)表面的表面工程的進一步研究。
• iv)目前的發(fā)展和所有的實驗研究都是在實驗室層面進行的，這是該科學(xué)研究領(lǐng)域的初步起步。實際環(huán)境條件更為復(fù)雜，需要關(guān)注的參數(shù)更多，以確保液滴納米發(fā)電機的有效運行。應(yīng)進行更廣泛的研究，以找出這些設(shè)備運行過程中的性能影響因素。

最后，作為一個新的研究領(lǐng)域，在幾十年內(nèi)，基于液滴的納米發(fā)電機已被全球接受為新興領(lǐng)域。由于其靈活性和低成本制造工藝，未來幾天將不可避免地進一步研究大規(guī)模發(fā)電和傳感器網(wǎng)絡(luò)。

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論文信息

論文題目：Water Droplet-Based Nanogenerators

通訊作者：楊亞

通訊單位：中國科學(xué)院北京納米能源與納米系統(tǒng)研究所北京發(fā)電機###http://www.1688baifa.com

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