【導語】南京航空航天大學團隊在《國家科學評論》發表研究成果，推出新型漂浮式滴水發電器件（W-DEG）。該器件以天然水為基，簡化結構，實現高效滴水發電，性能與傳統器件持平的同(tóng)時(shí)，重(zhòng)量(liàng)降(jiàng)87%、成(chéng)本(běn)降(jiàng)50%，還(hái)具(jù)備(bèi)優(yōu)異(yì)擴(kuò)展(zhǎn)性(xìng)，為(wèi)水(shuǐ)域綠(lǜ)色(sè)能(néng)源(yuán)應(yīng)用(yòng)帶(dài)來(lái)新(xīn)可(kě)能(néng)。

滴水發電技術(DEG)利用雨滴在駐極體材料表麵的撞擊-高速鋪展將動能轉換為電能，是一種極具前景的綠色能源技術。傳統的滴水發電器件采用電極-駐極體-電極-基底結構，具有較高的複雜性和笨重性。針對這一問題，研究者設計了一種漂浮式液滴發電機，該器件通過將天然水作為底部電極和支撐基板，結合單向水輸運設計，實現了高效滴水發電。漂浮式滴水生電器件適用於湖泊、水庫等開放水域，實現“陸地零占用”發電，未來有望為水域物聯網節點、環境監測設備等提供持續綠色能源。這項成果由南京航空航天大學團隊發表於《國家科學評論》（National Science Review）。

新型漂浮式結構

漂浮式滴水發電器件(W-DEG)巧妙利用天然水體的高表麵張力和導電性，用其代替金屬底電極和硬質基底，僅需將疏水的駐極體薄膜漂浮於水麵，再輔以金屬絲作為頂部電極，即可快速搭建發電單元。特別設計的排水孔結合水的表麵張力，實現“隻下不上”的單向排水，避免積水影響發電。相比之下，傳統滴水發電器件(C-DEG)需層層粘貼金屬電極與硬質基底，工藝複雜、材料繁多。漂浮式滴水發電器件“以水為基”的理念極大簡化製程，更便於擴展集成。

漂浮式滴水發電器件（W-DEG）和傳統硬質基底支撐的滴水發電器件（C-DEG）的結構和應用場景對比。

發電性能

在單個水滴的撞擊下，漂浮式滴水生電器件產生的電壓在峰值電壓高達250V，與傳統的滴水生電器件持平，但實現了材料重量降低87%和成本下降50%的雙重優勢！得益於其單向傳水設計，漂浮式滴水生電器件可以在連續水滴下持續穩定工作。

發電性能：(a) 漂浮式滴水發電器件（W-DEG）的結構和（b, c）兩種器件的電壓輸出和重量、成本對比。

集成擴展

以水為電極和基底的結構賦予了漂浮式滴水發電器件優異的擴展性，可通過集成多個單元器件提高輸出。研究者們(men)成(chéng)功(gōng)製(zhì)造(zào)了(le)一(yī)個(gè)麵(miàn)積(jī)為(wèi) 0.3 平(píng)方(fāng)米(mǐ)的(de)集成(chéng)器(qì)件(jiàn)，在(zài)120個(gè)水(shuǐ)滴(dī)撞(zhuàng)擊(jī)下(xià)，產(chǎn)生(shēng)了(le)密(mì)集的(de)脈(mài)衝(chōng)輸(shū)出(chū)。配(pèi)合(hé)電(diàn)源(yuán)管(guǎn)理(lǐ)電(diàn)路，集成器件可實現快速給電容充電，以用於驅動商用電子器件。

集成拓展：(a)集成器件和測試係統；（b）電壓輸出；（c）集成器件給電容充電。