近日，在上海理工大學能動學院張華教授指導下，制冷創新團隊青年骨干教師王佳韻副教授聯合加州大學洛杉磯分校賀曦敏教授團隊和上海交通大學王如竹教授團隊，提出了一種基于PAM-rGO-LiCl三元復合水凝膠的高性能濕氣發電器件。該研究成果以“高效的濕度發電機”(High-Power Hydrogel-based Moisture-electric Generators)為題發表于能源類頂刊《能源環境》（Energy & Environmental Science）上，并入選了EES期刊前10%熱點論文，取得了突破性的成績。上海理工大學能動學院博士生應汶峻、碩士畢業生黃周俊和加州大學洛杉磯分校博士生劉子虓為論文共同一作，上海理工大學為第一完成單位，能動學院張杰老師為聯合作者。
隨著物聯網與可穿戴健康監測的爆發式增長，傳統電池“硬-重-危”的短板日益凸顯，環境微能量收集成為關鍵。濕氣（≈100 g m?3，無處不在）因化學勢梯度蘊含可觀吉布斯自由能，被視為“被遺忘的可再生能源”。然而，當前濕氣發電領域仍面臨關鍵瓶頸：由于對其發電機理的認知不夠全面，且缺乏可靠的器件設計理論支撐，開發兼具高功率輸出與長期運行穩定性的裝置仍是一大挑戰。
研究團隊提出了一種基于PGL水凝膠的濕度發電機，通過實驗和分子模擬驗證了其高效的工作機制，以準確預測PMEG的性能并指導其優化設計。該器件在30 °C、80 %RH條件下實現0.6 V開路電壓與0.58 mA cm?2短路電流，單單元輸出功率即可媲美以往數百單元并聯水平。多物理場耦合模型首次將“化學—傳質—電場”統一，實現性能預測與材料反向設計，為自供能柔性電子提供了一條可擴展、低成本、高功率的濕電技術路線。
高電流密度的PGL水凝膠設計原則
PMEG的集成與應用
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https://doi.org/10.1039/D5EE04512F
