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path|一種能“自動充電”的電池，可以利用空氣中的水分和濕氣發電

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據一些研究人員稱 ， 使地球沐浴在溫暖中的太陽能 ， 其一半的能量進入了一個單一的過程：蒸發了覆蓋我們這顆脆弱的“藍色大理石球”約 71% 的水 。我們能夠利用它嗎？是的 ， 一家來自澳大利亞的公司“戰略元素（Strategic Elements）” 就想要回收這些能源 。 目前 ， 它正在與新南威爾士大學和 CSIRO 合作開發一種靈活的自充電電池技術 ， 該技術有可能使電池從空氣中的濕度中自動充電 ， 潛在地消除了手動充電或有線供電的需要 。
該公司今天在澳大利亞證券交易所的股價上漲了40%以上 ， 此前該公司宣布了這種自充電技術的“階躍變化” ， 將其充電能力從毫安時提高到安培時 。 “戰略元素（Strategic Elements）”公司將這種技術稱為“能源墨水（Energy Ink）” ， 并表示它是不易燃的 ， 由安全、綠色和可持續的材料制成 ， 可以打印在柔性塑料上 。
這項技術瞄準了物聯網設備價值數十億美元的全球電池市場 。 目前 ， 這家公司針對的是一個更為直接市場：電池供電的健身可穿戴設備 。 大家都知道 ， 人體在一天中會散失大量水分 ， 尤其是在鍛煉時 。 該公司表示 ， 這種以濕度驅動的技術已經產生了足夠的電力 ， 來運行“100億美元的電子皮膚貼片市場中的大多數現有設備” ， 并預計將在今年第三季度啟動并運行一個技術演示器 ， 來證明它可以完成這項工作 。

上圖：施加到電池一側的水分會導致 H+ 質子遷移到干側 ， 從而產生電荷分離 。
那么 ， 它是如何工作的？雖然“戰略元素（Strategic Elements）”公司在其網站上沒有詳細地說明 ， 只是說它使用了氧化石墨烯 ， 而且正在與新南威爾士大學和CSIRO合作開發 。 但據了解 ， 這項技術涉及了一項關于柔性、可印刷氧化石墨烯基濕氣發電機（MEG）的最新研究 。 該研究主要由新南威爾士大學材料科學與工程學院的一個團隊和一位高級研究科學家撰寫的 ， 上個月發表在同行評議的雜志《納米能源》上 。 其中一位作者是朱德偉（音譯）博士 ， 該公司也曾提到 ， 朱博士是與之合作的團隊的負責人 。 因此 ， 雖然這并不一定是戰略元素公司正在努力商業化的確切技術 ， 但它似乎很可能是相關的 。
這項研究中的 MEG 單元原型 ， 已經被證明能夠可靠地為計算器和小型傳感器供電 。 根據這項研究 ， 一對電極：在這種情況下是銀漿和 FTO 玻璃 ， 它們附著在氧化石墨烯的親水“功能層”上 。 該層中官能團中的質子在干燥時被固定 。 當設備兩側之間存在明顯的濕度梯度差時 ， 一側開始從空氣中吸收水分子 ， 在此過程中將它們電離 ， 這開始導致 COOH（羧酸）等官能團解離 ， 從而釋放帶正電荷的氫離子或氫離子 。
其中的關鍵得益于特殊的物理化學性質 ， 基于石墨烯的材料能夠從外部因素（如水分和熱量）中獲取能量 。 氧化石墨烯是由石墨氧化而成的 ， 價格便宜 ， 容易獲得 。
在親水“功能層”濕潤的一側 ， 氫的濃度會比干燥的一側高 ， 所以氫會向干燥的一側遷移 ， 產生電荷分離 ， 并在電極上產生電壓 。 如果 ， 潮濕一側的水分被去除 ， 氫就會向那個方向遷移 ， 并與官能團重新結合 。 整個過程是由水分梯度的存在觸發的 ， 而如果不存在水分梯度 ， 則相反 。

上圖：所有這些濕氣發電機 (MEG) 都需要一個濕度梯度來開始發電 。

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