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path|一种能“自动充电”的电池，可以利用空气中的水分和湿气发电

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据一些研究人员称 ， 使地球沐浴在温暖中的太阳能 ， 其一半的能量进入了一个单一的过程：蒸发了覆盖我们这颗脆弱的“蓝色大理石球”约 71% 的水 。我们能够利用它吗？是的 ， 一家来自澳大利亚的公司“战略元素（Strategic Elements）” 就想要回收这些能源 。 目前 ， 它正在与新南威尔士大学和 CSIRO 合作开发一种灵活的自充电电池技术 ， 该技术有可能使电池从空气中的湿度中自动充电 ， 潜在地消除了手动充电或有线供电的需要 。
该公司今天在澳大利亚证券交易所的股价上涨了40%以上 ， 此前该公司宣布了这种自充电技术的“阶跃变化” ， 将其充电能力从毫安时提高到安培时 。 “战略元素（Strategic Elements）”公司将这种技术称为“能源墨水（Energy Ink）” ， 并表示它是不易燃的 ， 由安全、绿色和可持续的材料制成 ， 可以打印在柔性塑料上 。
这项技术瞄准了物联网设备价值数十亿美元的全球电池市场 。 目前 ， 这家公司针对的是一个更为直接市场：电池供电的健身可穿戴设备 。 大家都知道 ， 人体在一天中会散失大量水分 ， 尤其是在锻炼时 。 该公司表示 ， 这种以湿度驱动的技术已经产生了足够的电力 ， 来运行“100亿美元的电子皮肤贴片市场中的大多数现有设备” ， 并预计将在今年第三季度启动并运行一个技术演示器 ， 来证明它可以完成这项工作 。

上图：施加到电池一侧的水分会导致 H+ 质子迁移到干侧 ， 从而产生电荷分离 。
那么 ， 它是如何工作的？虽然“战略元素（Strategic Elements）”公司在其网站上没有详细地说明 ， 只是说它使用了氧化石墨烯 ， 而且正在与新南威尔士大学和CSIRO合作开发 。 但据了解 ， 这项技术涉及了一项关于柔性、可印刷氧化石墨烯基湿气发电机（MEG）的最新研究 。 该研究主要由新南威尔士大学材料科学与工程学院的一个团队和一位高级研究科学家撰写的 ， 上个月发表在同行评议的杂志《纳米能源》上 。 其中一位作者是朱德伟（音译）博士 ， 该公司也曾提到 ， 朱博士是与之合作的团队的负责人 。 因此 ， 虽然这并不一定是战略元素公司正在努力商业化的确切技术 ， 但它似乎很可能是相关的 。
这项研究中的 MEG 单元原型 ， 已经被证明能够可靠地为计算器和小型传感器供电 。 根据这项研究 ， 一对电极：在这种情况下是银浆和 FTO 玻璃 ， 它们附着在氧化石墨烯的亲水“功能层”上 。 该层中官能团中的质子在干燥时被固定 。 当设备两侧之间存在明显的湿度梯度差时 ， 一侧开始从空气中吸收水分子 ， 在此过程中将它们电离 ， 这开始导致 COOH（羧酸）等官能团解离 ， 从而释放带正电荷的氢离子或氢离子 。
其中的关键得益于特殊的物理化学性质 ， 基于石墨烯的材料能够从外部因素（如水分和热量）中获取能量 。 氧化石墨烯是由石墨氧化而成的 ， 价格便宜 ， 容易获得 。
在亲水“功能层”湿润的一侧 ， 氢的浓度会比干燥的一侧高 ， 所以氢会向干燥的一侧迁移 ， 产生电荷分离 ， 并在电极上产生电压 。 如果 ， 潮湿一侧的水分被去除 ， 氢就会向那个方向迁移 ， 并与官能团重新结合 。 整个过程是由水分梯度的存在触发的 ， 而如果不存在水分梯度 ， 则相反 。

上图：所有这些湿气发电机 (MEG) 都需要一个湿度梯度来开始发电 。

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