【儀表網 研發快訊】界面摩擦電荷的有效控制與利用是摩擦電器件以及新型傳感技術的重要基礎。近日，中國科學院蘭州化學物理研究所潤滑材料重點實驗室研究員王道愛團隊在摩擦電荷存儲/耗散的調控及其應用等方面取得系列進展。
 

　　摩擦起電過程中產生的電荷會瞬時存儲在電介質表面，進而被兩種不同類型的陷阱(淺陷阱和深陷阱)捕獲。其中，淺陷阱中的電荷容易逸出，優先耗散到環境中，而深陷阱中的電荷則因為極難逸出，可長期儲存。因此，影響摩擦層電荷耗散率的關鍵因素是陷阱捕獲電荷和被捕獲電荷的逃逸能力。基于此，該團隊通過系統研究，揭示了載流子深陷阱在摩擦電荷存儲中的機制，通過分子自組裝技術在織物摩擦層界面構建載流子深陷阱的方式增加TENG的電輸出，將該織物TENG用于物聯網可穿戴電子設備的電源模塊，實現了對機械運動的穩定控制。相關研究成果發表在《先進材料》(Advanced Materials，2024,2303389)上。
 

　　近日，研究團隊與新加坡科學技術研究局的科研人員合作，在界面電荷利用方面取得新突破，利用單原子銅錨定的聚合物碳氮化物催化劑和季銨化纖維素納米纖維，成功實現了接觸電催化CO2還原，生成CO的法拉第效率達到96.24 %。季銨化纖維素納米纖維由于含豐富的羥基，可在高濕度環境中與水分子形成氫鍵，固定水分子并參與接觸帶電并發生氧化反應，導致氧氣和質子的產生，參與觸電催化CO2還原過程。這種方法在低濃度CO2環境中能高效地將其轉化為CO，為減少大氣CO2排放和推進化學可持續性策略提供了一種解決方案。相關研究成果發表在《自然-通訊》(Nature Communications，2024,15,5913)上。
 

　　上述工作得到國家自然科學基金、中國科學院戰略性先導科技專項和甘肅省重大專項等的支持。
 

接觸電催化CO2還原策略