北航新闻网12月1日电（通讯员 王琳）近日，北航物理学院纳米光子学实验室的王帆教授与钟晓岚教授的科研团队，在基于电子-离子调控的能量转化领域中取得重要进展，相关研究成果以“Moisture-Light Harvesting Enhanced Hydrovoltaic Electric Generation”为题，发表于《Advanced Materials》期刊上。物理学院博士生卢泽霖为该论文的第一作者，钟晓岚教授、王帆教授为该论文的通讯作者。

环境能源转换技术在解决全球能源危机方面具有巨大潜力，为减少化石燃料的消耗提供了一种可行解决方案。新兴的湿气发电技术，因其清洁和可持续的特性而备受关注。然而，单个设备的输出功率仍然有限，大多数设备的输出功率仍在几十纳瓦（nW）到几微瓦（µW）的范围内。此外，传统单一模式的能量收集器件还面临环境适应性不足的挑战。

在该工作中，受生态系统中多源能量协同转化的启发，提出了将聚电解质吸湿材料与光响应纳米片相结合的新策略，构建了新型湿气-光收集发电机（MLEG）。利用活性层中的吸湿性网络实现了高效的水伏转化；通过光响应纳米片的水氧化过程产生的额外离子浓度，从而进一步大幅增强输出功率。实验结果表明，当暴露在RH 75 %环境中时，单个MLEG单元的功率密度可达72.75 µW cm^-2；在光收集后，功率密度可增强到117.11 µW cm^-2，相比之前提高了60.98 %，这为利用多种环境能量实现高效持续发电提供了更多机会。

特别地，该装置单元不同于常见的多功能层叠加组合方式，能够轻松实现网络扩展，具有极好的灵活性与适应性，可满足不同需求下的尺寸和数量定制。利用MLEG的高效能量收集特性，将其成功用于自供电的呼吸监测。该器件可以作为具有多种能量收集能力的理想电子皮肤，同时具备微电源、健康监测传感器和环境湿度/光响应传感器等多种功能。

这项工作所提出的方法，为开发多功能、可持续和绿色的发电技术提供了新的途径，突显了光响应催化材料在能量转换领域应用中的新潜力。

该研究工作得到了国家自然科学基金委项目、北京市自然基金项目等支持。

论文原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202515241

（审核：王菲）

编辑：贾爱平