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港大研发“湿气发电” 环保能源新选择

2025-11-24 05:01:49大公报
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  图﹕港大团队研发新型“湿气驱动发电机”,研究成果已发表于国际知名期刊。

  【大公报讯】记者郭如佳报道:近年人工智能和智能设备愈趋普及,市场对稳定电力的需求激增,虽然太阳能、风能等可再生能源表现出色,但其运作始终受环境条件限制。香港大学(港大)工程学院机械工程系申东明教授领导的团队,成功研发新型的“湿气驱动发电机”,只需利用空气中的水分就能产生电力,为环保发电带来崭新选项。

  现时的湿气发电技术,透过特殊凝胶中的带电粒子(离子)流动来产生电力,但现有设备存在明显局限:持续供电时间短(少于16小时)、内部电阻过高,且仅能于高湿度环境中有效运作。

  直接为小型电子设备供电

  申教授团队研发的“湿气驱动发电机”,可克服上述障碍。团队以“盐浓度梯度阳离子水凝胶”为核心,确保装置即使在相对湿度较低的情况下,也能降低能量损失,并提高输出功率。

  团队所开发的盐浓度梯度阳离子水凝胶,是由阳离子聚合物、增塑剂和盐的凝胶化反应合成的。两步骤加热过程,在凝胶化过程中诱导盐的分离与流动,从而在水凝胶内部形成浓度梯度。根据2023年全球相对湿度图,工程梯度在各种相对湿度条件下,发挥关键作用,可覆盖地球97%的面积,从而实现出色的电力性能。

  此外,水凝胶内部丰富的自由离子形成了导电通路,将内部电阻降至2kΩ至4kΩ,与典型的商用电子产品的水平相同(约1kΩ),这意味可直接为小型电子设备供电。

  申教授补充:“可持续的自供电能,消除了供电系统外部功率级这个笨重的组件。我们的湿气驱动发电机开创了新的实用途径,可以缩小设备尺寸,同时涵盖室内感测器,为可穿戴设备和建筑智能系统提供新的供电方案。”

  研究成果已发表在国际知名期刊《Advanced Functional Materials》,论文题为“盐浓度梯度阳离子水凝胶实现干燥环境长效湿气发电”。

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