Nature：MoS2纳米孔构建纳米发电机！

利用海水和淡水之间的渗透压力差发电是清洁、可再生能源中的一种有效方式，俗称“蓝色能源”。当电解质受到孔隙、压力梯度或者盐浓度梯度引起的渗透电势的驱动作用时，往往会发生另外一种称之为“流动电势”的电动力学现象。

由于水在膜中的传输性能和膜的厚度成反比，所以，在这种“流动电势”现象中，二维材料制备的膜有望成为最高效的材料。

 

有鉴于此，Feng等人报道了一种利用单层MoS₂纳米孔构建渗透式纳米发电机的方法。研究人员发现，由于MoS₂薄膜的原子级超薄特性，盐浓度梯度形成的渗透压可产生较大的电流，其能量密度高达10⁶ W m^-2。

 

图1. MoS₂纳米孔捕获渗透能量

 

为了满足纳米电子器件和光电器件低供能的需求，往往需要设计一个相邻的纳米发电机来实现局部环境中的能量捕获。譬如，压电ZnO纳米线阵列，或者单层MoS₂。研究人员成功利用MoS₂纳米孔发电机为MoS₂晶体管供能，从而构建了一个自供能纳米系统。

 

图2. 渗透发电

 

图3. 自供能纳米系统

 

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Jiandong Feng, Aleksandra Radenovic et al. Single-layer MoS₂ nanopores as nanopower generators. Nature, 2016.