高于100V超高压新型水伏发电器件的制备方法及其应用技术

本发明专利技术属于水伏发电材料领域，具体涉及高于100V超高压新型水伏发电器件的制备方法及其应用。本发明专利技术通过交联壳聚糖和羧甲基纤维素前驱体，在液氮辅助的双向冷冻干燥工艺下设计了一种仿生T型水凝胶。通过在水凝胶表面原位聚合GQDs/MXene复合材料制备太阳能界面蒸发器件。在蒸发器的中部和两端装配上装配铂电极碳纳米管电极，产物在太阳能界面蒸发过程中能从海水而非淡水中高效产生水蒸气和电力。该水伏发电器件具有特定的液体传输通道、GQDs/MXene纳米光热复合材料，可通过模拟“荷花茎叶”的蒸腾过程来高度增强光热蒸发和发电，可为电子设备供电或为商用超级电容器充电。此外，该器件极容易集成，在户外自然环境下通过森林化集成实现了高于100V的超高电压输出和高淡水收集率。本发明专利技术为海上工作平台模块化淡水和高压电源接入提供了一个新概念，在未来新能源获取方面具有巨大的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】

该专利技术属于水伏发电材料领域，具体涉及一种高于100v超高压新型水伏发电器件的制备方法及其应用。

技术介绍

1、地球表面大约71％被水覆盖，其自然相变过程构成了地球上的水文循环系统。水蒸发，作为最基本的水相变形式，其动态的质量和热量传递过程蕴含着巨大的能量流。基于此开发水蒸发诱导发电技术因自发性强、连续性强在缓解能源危机方面具有巨大潜力。具体而言，当水分子穿过由表面带电材料形成的窄毛细管通道时，在纳米通道壁的双电层内会诱发离子运动，产生电势和电流。然而，由于环境热量补充缓慢，自然水的蒸发速度和流量受到限制，从而制约了水伏发电器件的输出性能。

2、太阳能驱动的局部增温策略通过在空气-液体界面集中太阳能潜热，在提高水蒸发和流量方面具有明显优势，已被确定为海水淡化、废水净化和发电的绿色可持续方法。界面蒸发驱动的水伏发电器件主要包括光热界面、水传输通道和双电极系统，可通过界面水蒸气的产生在两个电极之间产生定向流势能。遗憾的是，在传统的界面蒸发型水伏发电器件中，伴随着界面加热过程的热扩散效应会诱导水合离子和盐离子向与流势相反的方向运动，但这一效应长期以本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.高于100V超高压新型水伏发电器件的制备方法及其应用，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高于100V超高压新型水伏发电器件，其特征在于，步骤(1)中，制备水凝胶基水伏发电器件主体材料的冰醋酸溶液浓度为2wt％，壳聚糖和羧甲基纤维素的含量分别为1.5wt％和5wt％，总体积为40mL，溶解温度为90℃，溶解时间为30min。

3.根据权利要求1所述的高于100V超高压新型水伏发电器件，其特征在于，步骤(1)中，制备水凝胶基水伏发电器件主体材料的稀盐酸浓度为0.1M，含量占水凝胶前驱体溶液的2％。戊二醛浓度为50％，含量占水凝胶前驱体溶液的1％，...

【技术特征摘要】

1.高于100v超高压新型水伏发电器件的制备方法及其应用，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高于100v超高压新型水伏发电器件，其特征在于，步骤(1)中，制备水凝胶基水伏发电器件主体材料的冰醋酸溶液浓度为2wt％，壳聚糖和羧甲基纤维素的含量分别为1.5wt％和5wt％，总体积为40ml，溶解温度为90℃，溶解时间为30min。

3.根据权利要求1所述的高于100v超高压新型水伏发电器件，其特征在于，步骤(1)中，制备水凝胶基水伏发电器件主体材料的稀盐酸浓度为0.1m，含量占水凝胶前驱体溶液的2％。戊二醛浓度为50％，含量占水凝胶前驱体溶液的1％，搅拌在室温下进...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐少春，陈玉，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：