一、研究背景：

蓬勃發(fā)展的柔性電子器件、柔性機器人和物聯(lián)網(wǎng)等領域?qū)o線電源的依賴日益增長，給數(shù)量不斷增加的集成式單元供電也成為了其中一個發(fā)展瓶頸。為了滿足可穿戴和柔性電子產(chǎn)品日益增長的能源需求，一種直接的策略是增加柔性儲能設備的體積容量，包括它們的能量和功率密度。然而，創(chuàng)建具有越來越多功能的集成小型化平臺的趨勢對可持續(xù)供電提出了相當大的挑戰(zhàn)。多個單元的高功耗不可避免地導致提前更換電池或頻繁充電，造成不便。相比之下，將這些柔性設備的能量密度提高到非常高的水平會帶來安全問題，尤其是在可穿戴應用中，這些應用通常會承受重復的機械應力。一個柔性的自充電系統(tǒng)可以從周圍環(huán)境中獲取能量，同時為儲能設備充電，而無需外部電源，將是一個很有前景的解決方案。

二、文章簡介：

近日，蘇州大學劉瑞遠教授課題組發(fā)表了關于柔性自充電電源的綜述論文。相關論文發(fā)表在Nature Reviews Materials上，論文第一單位為蘇州大學能源學院。劉瑞遠教授為論文的第一作者和共同通訊作者，中科院北京納米能源與系統(tǒng)研究所王中林院士為論文的共同作者，Kenjiro Fukuda和Takao Someya教授為論文的共同通訊作者。

三、研究內(nèi)容：

本文系統(tǒng)介紹了以柔性太陽能電池、機械能量收集器、熱電、生物燃料電池為代表的能量收集器件和柔性儲能器件的復合設備在單個平臺上的集成，重點討論了能量收集器和能量存儲單元之間有效能量傳輸?shù)?a target="_blank">電源管理策略以及這些自充電電源在柔性電子器件中的應用，最后概述了與提高性能相關的科學挑戰(zhàn)，并在材料工程和設備設計中提出解決這些問題的策略。

圖1. 各種可用于收集環(huán)境能量的柔性器件工作機制，包括太陽能電池，摩擦納米發(fā)電機，壓電發(fā)納米電機，熱電發(fā)電機，生物燃料電池和它們之間的復合能量器件。

圖2. （a-d） 各種柔性超級電容器和電池的工作機理和 （e） 儲能器件的柔性化制備方案。

圖3. 各種一體化能量轉(zhuǎn)化和存儲器件的集成原理示意圖。

Authors： Ruiyuan Liu *， Zhong Lin Wang ， Kenjiro Fukuda*， and Takao Someya*

Title： Flexible self-charging power sources

Published in： Nature Reviews Materials， doi： 10.1038/s41578-022-00441-0

審核編輯 ：李倩