【导语】南京航空航天大学团队在《国家科学评论》发表研究成果，推出新型漂浮式滴水发电器件（W-DEG）。该器件以天然水为基，简化结构，实现高效滴水发电，性能与传统器件持平的同(tóng)时(shí)，重(zhòng)量(liàng)降(jiàng)87%、成(chéng)本(běn)降(jiàng)50%，还(hái)具(jù)备(bèi)优(yōu)异(yì)扩(kuò)展(zhǎn)性(xìng)，为(wèi)水(shuǐ)域绿(lǜ)色(sè)能(néng)源(yuán)应(yīng)用(yòng)带(dài)来(lái)新(xīn)可(kě)能(néng)。

滴水发电技术(DEG)利用雨滴在驻极体材料表面的撞击-高速铺展将动能转换为电能，是一种极具前景的绿色能源技术。传统的滴水发电器件采用电极-驻极体-电极-基底结构，具有较高的复杂性和笨重性。针对这一问题，研究者设计了一种漂浮式液滴发电机，该器件通过将天然水作为底部电极和支撑基板，结合单向水输运设计，实现了高效滴水发电。漂浮式滴水生电器件适用于湖泊、水库等开放水域，实现“陆地零占用”发电，未来有望为水域物联网节点、环境监测设备等提供持续绿色能源。这项成果由南京航空航天大学团队发表于《国家科学评论》（National Science Review）。

新型漂浮式结构

漂浮式滴水发电器件(W-DEG)巧妙利用天然水体的高表面张力和导电性，用其代替金属底电极和硬质基底，仅需将疏水的驻极体薄膜漂浮于水面，再辅以金属丝作为顶部电极，即可快速搭建发电单元。特别设计的排水孔结合水的表面张力，实现“只下不上”的单向排水，避免积水影响发电。相比之下，传统滴水发电器件(C-DEG)需层层粘贴金属电极与硬质基底，工艺复杂、材料繁多。漂浮式滴水发电器件“以水为基”的理念极大简化制程，更便于扩展集成。

漂浮式滴水发电器件（W-DEG）和传统硬质基底支撑的滴水发电器件（C-DEG）的结构和应用场景对比。

发电性能

在单个水滴的撞击下，漂浮式滴水生电器件产生的电压在峰值电压高达250V，与传统的滴水生电器件持平，但实现了材料重量降低87%和成本下降50%的双重优势！得益于其单向传水设计，漂浮式滴水生电器件可以在连续水滴下持续稳定工作。

发电性能：(a) 漂浮式滴水发电器件（W-DEG）的结构和（b, c）两种器件的电压输出和重量、成本对比。

集成扩展

以水为电极和基底的结构赋予了漂浮式滴水发电器件优异的扩展性，可通过集成多个单元器件提高输出。研究者们(men)成(chéng)功(gōng)制(zhì)造(zào)了(le)一(yī)个(gè)面(miàn)积(jī)为(wèi) 0.3 平(píng)方(fāng)米(mǐ)的(de)集成(chéng)器(qì)件(jiàn)，在(zài)120个(gè)水(shuǐ)滴(dī)撞(zhuàng)击(jī)下(xià)，产(chǎn)生(shēng)了(le)密(mì)集的(de)脉(mài)冲(chōng)输(shū)出(chū)。配(pèi)合(hé)电(diàn)源(yuán)管(guǎn)理(lǐ)电(diàn)路，集成器件可实现快速给电容充电，以用于驱动商用电子器件。

集成拓展：(a)集成器件和测试系统；（b）电压输出；（c）集成器件给电容充电。