科学家们创造了一种利用大气湿度和多氧金属盐产生连续电力的发电机，为利用低价值能源提供了一种可持续的方法，他们正在探索利用自然环境中大量存在的低价值能源发电的方法。一项突破性的进展已经出现：一种利用自然大气湿度并产生连续电信号的发电机。
聚氧化金属酸盐发电装置收集大气中的自然湿度，通过离子的不均匀分布和定向移动产生连续的电信号，实现了低价值能量的高效收集和利用。
值得注意的是，这是首个采用纳米级聚氧化金属盐材料的湿度发电机。这一发现的意义表明，在低价值能源的可持续利用方面，这是一条前景广阔的新研究途径。
这项研究成果最近在《纳米研究》杂志上发表。
研究人员走上这条道路，是为了解决能源转换小工具性能不一致的问题。他们要解决的一个紧迫问题是，用于大气湿度发电的材料十分匮乏，而这些材料又存在局限性。东北师范大学化学系教授陈伟林阐述道："我们希望了解大气湿度能到电能的转换过程，以及聚氧金属酸盐在大气湿度发电中的作用。"
了解聚氧化金属酸盐及其潜力
聚氧甲基丙烯酸酯（又称 POMs）具有独特的形态和功能特性，这使它们在可控合成、组装和性能研究方面特别有用。它们是一类用途广泛的无机分子材料。POM 纳米材料可以自组装形成能够收集大气湿度的微孔结构。它们还对环境友好，在光、热和化学环境中具有很高的稳定性。研究人员预计，POM 纳米材料有望成为有效利用大气湿度的材料。
科学家们将 POM 构建成有机铵-聚氧阴离子团簇。这些团簇被组装成薄膜发电机，发电机上有被称为微孔的纳米级微孔，能够在大气湿度下工作。他们的微小 POM 发电机能产生 0.68 V 的电压，而且非常稳定，在大气湿度为 10% 到 90% 的几乎所有自然环境下都能连续工作。
工作机制和潜在应用
POM 大气湿度发生器的工作原理是 POM 纳米团簇通过 POM 纳米线薄膜中的微孔自发吸收大气湿度。它们形成了水的分布梯度，这是发电的结构基础。事实证明，POM 发电机具有高稳定性和持续发电性能。
研究小组确定，POM 发电装置可以有效地收集自然界的大气湿度，并通过离子的不均匀分布和定向运动产生连续的电信号。这项工作为低值能源的持续利用提供了新思路，也为聚氧化金属化学提供了新的研究视角。
在自然环境中开发连续低值能源的需求十分迫切。在过去的研究中，科学家们已经创造出了收集和使用低值能源的装置。然而，由于低值能源具有间歇性和不稳定性，因此这些装置一直受到限制。近年来，科学家们在利用大气湿度能方面取得了进展。然而，该团队的 POM 发电机是首个能够持续发电的湿度发电机。
这种革命性的POM发生器有很多潜在的应用，比如检测人体呼吸过程；检测、记录和报警环境湿度；与电器结合，实现设备的持续供电；满足多种场景的用电需求等。
"最重要的启示是，通过对POMs纳米材料的设计和改性，实现了利用大气湿度的连续发电，并利用POMs纳米材料的特性，深入理解了大气湿度发电的机理。"陈晓东说。
前进之路
展望未来，研究人员希望通过筛选和优化材料来提高大气湿度发电的效率。他们还希望加深对大气湿度发电过程的理解。
陈说："最终目标是通过探索优化湿度发生器效率的机制，实现湿度发生器的高效利用，促进能源和环境的可持续发展。"