AEM：全天候自供电化学能转换用于蓝色能源收集

Nanoyu

2020-07-26

蓝色能源在海洋中的转换和传输是关键问题。通过使用摩擦电纳米发电机（TENG）可以获得蓝色能量，但相应的电能传输和存储仍然是一个巨大的挑战。

近日，苏州大学文震副研究员，钟俊教授，孙旭辉教授报道了一种自动高效的自供电能量收集和转换系统，该系统可将蓝色能量转换为化学能。

文章要点

1）该系统主要由三部分组成：用于将机械能转换为电能的TENG，用于将太阳能自动转换为氢能的PEC电池以及用于存储所产生的电能的Co-LIB。

2）通过特殊的齿轮组设计，GUA-TENG可以将无序和低频海流转换为单向和高频水流动能，并且转速可以提高25倍。转换后，在120 rpm的转速下，峰值电压和电流可以达到7 .1 V和1.5 mA。

3）结合Ti-Fe₂O₃/FeNiOOH PEC电池，GUA-TENG还可以提供足够的外部电压偏置，以使光电水分解在光照下产生氢气。在阳光照射下，转速为120 rpm，制氢速率达到4.65 µL min^-1。在实验室中，很容易从光电阴极中收集纯氢气，例如将氢气收集在光电阴极上覆盖的管子中。空气球可以使用类似的方法在海洋中收集氢气，然后将其运输到陆地进行能量传输。

4）当没有阳光时，光电开关会将系统转换为自充电电源系统。 GUA-TENG的发电量因此可以存储在Co-LIB中。通过电源管理电路，可以在200 s内以120 rpm的速度将其充电到2.75 V。系统的能量转化效率为2.29％，制氢过程的转化效率为1.06％，Co-LIB充电过程的转化效率为3.69％。

整个系统演示了用于蓝色能量收集和全天自供电的化学能转换，是一次对深海蓝色能量利用的有效尝试。

Ningning Zhai, et al, Blue Energy Collection toward All-Hours Self-Powered Chemical Energy Conversion, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202001041

https://doi.org/10.1002/aenm.202001041