Stromerzeugung aus Umgebungswasserverdampfung in Abwesenheit von Sonnenlicht über PVA-basierten porösen Hydrogelen

Zusammenfassung In der heutigen Ära, in der Elektronik und Technologien kleiner werden, sind netzunabhängige und batteriefreie Funktionen immer gefragter. Dies motiviert Innovationen im Bereich der Energiegewinnung aus Umgebungsquellen wie Licht, Wärme und mechanischen Quellen. Unter diesen Technologien hat sich die Hydrovoltaik als eine vielversprechende Quelle für Elektrizität etabliert, indem sie Energie aus allgegenwärtiger Wasserverdampfung gewinnt. Allerdings sind die Leistungsdichten der Hydrovoltaik bisher auf Hunderte von mW cm⁻² beschränkt. In dieser Arbeit wird ein poröses Polyvinylalkohol (PVA) Hydrogel in Kombination mit einem thermoelektrischen Generator (TEG) entwickelt, um Energie direkt aus der Wasserverdampfung zu erfassen. Es wurde festgestellt, dass unter gemäßigten Umweltbedingungen mit einer relativen Luftfeuchtigkeit (RH) von 40 %, einer Temperatur von 26 °C und einer milden Windgeschwindigkeit von 2,8 m s⁻¹ ein Temperaturgradient (ΔT TEG) von ≈2 °C über den TEG hergestellt wird. Dies führt zu einer Leistung von 1,71 mW, was einer Leistungsdichte von 1,02 W m⁻² entspricht. Dies ist mehr als dreimal höher als bei traditionellen Hydrovoltaikanlagen. Diese Arbeit öffnet einen Weg für weitere Untersuchungen zur Stromerzeugung aus Wasserverdampfung.