随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益突出，开发清洁、可持续的新能源技术成为当务之急。湿气发电（Moisture-Electric Generation, MEG）作为一种新兴的绿色能源转换技术，利用环境中无处不在的水分子作为能量来源，展现出巨大的应用潜力。然而，现有的湿气发电装置大多受限于低功率输出、间歇性信号以及不明确的离子迁移机制，难以满足实际应用需求。此外，传统湿气发电材料的吸湿性和离子传输效率不足，进一步限制了其性能提升。因此，如何通过材料设计和机制优化来提高湿气发电装置的性能，成为当前研究的关键挑战。
中国科学院大学李宏强、安徽农业大学朱天雪、福州大学赖跃坤团队开发了
一种基于水凝胶的湿度发电装置（SHMEG），它通过质子跳跃机制实现了高效的湿气发电性能，并展示了其在可穿戴电子设备中的应用潜力。
本文亮点：
（1）
在10%到90%的相对湿度范围内都能稳定工作，即使在
极低湿度下也能保持一定的电压输出，表现出极高的环境适应性。
（2）
SHMEG具有良好的柔性和轻便性，
可
通过人体汗液等湿气发电，适用于可穿戴电子设备和健康监测传感器。
（3）
SHMEG不仅
可以为小型电子设备（如健康监测传感器、智能手表）供电，还能实现夜间照明和手机充电等功能。
（4）
通过光引发动态连续湿法纺丝技术，制备了具有高比表面积的水凝胶纤维，进一步提升了湿气吸附和发电性能。
图1 SHMEG的性能验证与离子跳跃机制
图2 质子迁移机制的分子动力学模拟
图3 SHMEG的可扩展性与实际应用展示
本文通过创新的分子设计和材料工程策略，开发了一种高性能、可扩展且环境适应性强的湿气发电装置。其在理论机制和实际应用方面的突破，为绿色能源技术的发展提供了新的思路和方向，具有重要的科学意义和应用前景。
参考资料：
https://doi.org/10.1002/adfm.202500186
来源：EngineeringForLife
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