當(dāng)下，全球經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，能源需求急劇攀升，過度依賴化石能源引發(fā)的能源危機(jī)與氣候變化問題日益嚴(yán)峻。中國積極響應(yīng)氣候治理，提出 “雙碳” 目標(biāo)，在此背景下，清潔能源技術(shù)的創(chuàng)新成為破局關(guān)鍵。就在眾多科研力量聚焦傳統(tǒng)清潔能源時(shí)，一支學(xué)生團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，將目光投向常被忽視的水蒸發(fā)過程，成功研發(fā)出基于二維蛭石納米通道膜的水伏發(fā)電機(jī)，為能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型帶來新希望。
  水，作為地球上最大的能量載體，吸收了約 35% 的太陽能，蘊(yùn)含著高達(dá) 10¹⁵W 的功率。然而，當(dāng)前水體能量利用主要依賴水力發(fā)電、潮汐能發(fā)電、波浪能發(fā)電等機(jī)械能轉(zhuǎn)化方式，這些技術(shù)普遍存在地理限制大、生態(tài)影響高、供能不穩(wěn)定等弊端。反觀水蒸發(fā)過程，雖持續(xù)且蘊(yùn)含巨大能量 —— 地表約 78W/m² 的能量因水蒸發(fā)和植物蒸騰而散失，卻因現(xiàn)有回收技術(shù)的瓶頸，長期未得到有效開發(fā)。現(xiàn)有蒸發(fā)能量回收技術(shù)，要么依賴成本高昂、工藝復(fù)雜的納米材料合成，要么面臨能量轉(zhuǎn)換效率低、輸出不穩(wěn)定的難題，嚴(yán)重阻礙了其規(guī)模化應(yīng)用。
面對(duì)這一困境，該學(xué)生團(tuán)隊(duì)迎難而上。他們選用廉價(jià)易得的蛭石作為原材料，采用綠色環(huán)保的制備方法，成功從蛭石塊體中剝離出二維蛭石薄片，并構(gòu)建出二維蛭石納米通道膜。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)令人振奮：蛭石膜展現(xiàn)出優(yōu)異的親水性，其水化層能牢固地錨定在通道表面，產(chǎn)生獨(dú)特的 “水錨定效應(yīng)”。基于這一特性，團(tuán)隊(duì)成功搭建起二維蛭石納流水伏發(fā)電機(jī)。經(jīng)測試，該裝置在室溫條件下，無需外部能源輸入，便能在兩周內(nèi)持續(xù)穩(wěn)定地輸出 1V 左右的電壓，一舉突破了傳統(tǒng)水伏材料的效率瓶頸。
  這一成果的意義不僅在于技術(shù)突破，更在于其廣闊的應(yīng)用前景與社會(huì)價(jià)值。該水伏發(fā)電機(jī)原材料成本低廉、制備過程環(huán)保，極大降低了技術(shù)應(yīng)用門檻；穩(wěn)定的電能輸出特性，使其有望在偏遠(yuǎn)地區(qū)供電、環(huán)境監(jiān)測設(shè)備自供電等領(lǐng)域大展身手，為解決能源分配不均問題提供新思路。在 “雙碳” 目標(biāo)的指引下，這項(xiàng)創(chuàng)新成果無疑為我國乃至全球的清潔能源發(fā)展注入一針強(qiáng)心劑，為減少對(duì)  化石能源的依賴、緩解氣候變化壓力提供了新的技術(shù)路徑。
  談及研發(fā)歷程，團(tuán)隊(duì)成員感慨萬千。從最初的創(chuàng)意萌芽，到實(shí)驗(yàn)過程中反復(fù)遭遇的材料性能不穩(wěn)定、裝置設(shè)計(jì)不合理等難題，再到最終的技術(shù)突破，每一步都凝聚著團(tuán)隊(duì)的智慧與汗水。他們表示，未來將繼續(xù)深耕該領(lǐng)域，優(yōu)化技術(shù)細(xì)節(jié)，推動(dòng)新型水伏發(fā)電機(jī)早日實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和氣候治理貢獻(xiàn)青春力量。