Continuous Energy Harvesting from Ubiquitous Humidity Gradients using Liquid‐Infused Nanofluidics

材料科学 湿度 纳米流体学 化学物理 扩散 范德瓦尔斯力 化学工程 纳米技术 分子 化学 热力学 有机化学 物理 工程类
作者
Shuang Zheng,Jiayue Tang,Dong Lv,Mi Wang,Xuan Yang,Changshun Hou,Bo Yi,Gang Lü,Ruiran Hao,Mingzhan Wang,Yanlei Wang,Hongyan He,Xi Yao
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (4) 被引量:40
标识
DOI:10.1002/adma.202106410
摘要

Abstract Humidity‐based power generation that converts internal energy of water molecules into electricity is an emerging approach for harvesting clean energy from nature. Here it is proposed that intrinsic gradient within a humidity field near sweating surfaces, such as rivers, soil, or animal skin, is a promising power resource when integrated with liquid‐infused nanofluidics. Specifically, capillary‐stabilized ionic liquid (IL, Omim + Cl ‐ ) film is exposed to the above humidity field to create a sustained transmembrane water‐content difference, which enables asymmetric ion‐diffusion across the nanoconfined fluidics, facilitating long‐term electricity generation with the power density of ≈12.11 µW cm ‐2 . This high record is attributed to the nanoconfined IL that integrates van der Waals and electrostatic interactions to block movement of Omim + clusters while allowing for directional diffusion of moisture‐liberated Cl + . This humidity gradient triggers large ion‐diffusion flux for power generation indicates great potential of sweating surfaces considering that most of the earth is covered by water or soil.
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