摩擦纳米发电机（TENG）是基于接触起电和静电感应耦合效应的能量转化器件，在能量收集的应用中表现出高效率，高输出功率，低成本，材料的选择广泛等诸多优点。但是在实际应用中，TENG等能量收集设备往往会面临复杂的恶劣环境，如酸性、碱性和盐碱条件；同时， TENG器件在工作状态下，总是处于连续的机械振动状态，这使得器件在长期使用过程中很难保持完好无损，即使器件极轻微的泄露导致电极与外部物质之间的任何接触都可能造成整个电路短路，同时导致电极材料被破坏。

近日，我院纳米能源研究中心团队开发出了一种能够有效抵抗极端化学环境的TENG水凝胶电极材料。研究成果以“A stretchable, harsh condition-resistant and ambient-stable hydrogel and its applications in triboelectric nanogenerator”为题发表在国际能源顶级期刊《Nano Energy》上。

研究表明，将该水凝胶分别以强酸、强碱和高浓度盐溶液等极端恶劣条件下进行预处理前后，不仅材料本身的物理结构和化学结构可以保持稳定不被破坏，而且相应的TENG的输出性能也可以保持相对稳定。此外，即使用含高盐度的模拟海水预浸泡处理，得到的水凝胶电极材料对应的TENG电输出性能也依然能够保持相对稳定。针对器件不可避免的轻微泄漏这一难题，该水凝胶为TENGs电极材料提供了巨大的潜力。

该工作获得国家重点研发计划项目，中国国家自然科学基金委等资助。

论文作者：江兵（硕士生），龙勇，蒲雄（通讯作者），胡卫国（通讯作者），王中林（通讯作者）。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106086