Nat. Commun: 湿气驱动的自充电和稳压超级电容器

超级电容器在新兴的便携式电子产品中需求量很大，但它面临着频繁充电和不可避免的快速自放电的巨大不便。在这里，我们提出了一种柔性湿气供电超级电容器（mp-SC），它能够自发受潮自充电并持续稳定电压。基于内部聚电解质湿电发电器的湿气诱导离子扩散和内部石墨烯电化学电容器的电荷存储能力的协同效应，这种mp-SC显示出138.3 mF cm-2的自充电高面积电容和~96.6%的120 小时电压维持率。此外，由72 个mp-SC单元串联而成的大型柔性装置在空气中实现了60 V的自充电电压，可在实际应用中高效地为各种商用电子产品供电。这项工作将为设计自供电和超长期稳定的超级电容器及其他储能装置提供启示。

图文简介

Mp-SC的示意图

mp-SC的EC部分的电化学储能性质

湿气能量收集特性

mp-SC的性能

mp-SC的应用

总之，本研究开发了一种灵活、耐用和超稳定的柔性mp-SC。通过将用于发电的聚电解质MEG与用于储能的石墨烯EC相结合，mp-SC可以直接从大气湿气中收集能量、发电并同时储能。基于发电和储能的协同效应，mp-SC在10 μA cm-2的电流密度下可实现138.3 mF cm-2的高电容值和49.4 μW cm-2的功率输出。串联起来的大规模柔性mp-SC单元可为电子手表、温湿度计和计算器等各种电子产品供电，这为开发未来应用中的自供电和超长稳定超级电容器提供了巨大潜力。

论文信息

通讯作者： Yan Li, Huhu Cheng , Liangti Qu