氧化还原石墨烯基微流体发电机感应电势影响因素的研究

作者：高伟卓; 景蔚萱^*; 杜妍睿; 李泽昊; 韩枫; 赵立波; 杨朝初; 蒋庄德

来源：高等学校化学学报, 2023, 44(08): 57-68.

• 微流体发电机
• 流体流速
• 表面形貌
• 离子浓度
• 感应电势

采用不同浓度的分散液制备了氧化还原石墨烯基微流体发电机,测得了不同NaCl溶液流体流速时的感应电势.根据Nernst-Planck方程建立了工作电极表面扩散层内Na+离子浓度与感应电势之间的量化关系.基于不同流体流速时所测得的感应电势值,分析了流体流速-Na+离子物质输运及其吸附浓度-微流体发电机感应电势之间的影响关系.引入表面纹理纵横比(Str)和最大高度(Sz)等特征参数量化表征了氧化还原石墨烯薄膜的表面形貌,研究了分散液浓度-氧化还原石墨烯表面形貌-工作电极表面Na+离子吸附量-微流体发电机感应电势之间的内在规律.当NaCl溶液流体流速为50μL/min、氧化还原石墨烯浓度为1 mg/mL时,微流体发电机感应电势可达-343 mV.研究结果不但有助于碳基微流体能量收集器工艺参数的优化及性能改进,还有利于与微流道相关的光降解器、离子敏传感器和电化学葡萄糖传感器等器件性能的提升.

• 单位
  西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室; 重庆工商大学