近日，中國科學院海洋研究所在水滴能量捕獲與腐蝕防護結合方面取得新進展，科研人員基于改性MXene/SiO2的摩擦納米發電機（TENG），收集各種形式水滴能量并作為獨立電源為金屬提供電化學陰極保護，相關研究成果在國際學術期刊Chemical Engineering Journal發表。 

水能開發一直是能源領域的重要研究方向之一。收集波浪、雨滴等各種水滴中的能量是一種綠色的能量利用手段，近年來取得了重要的研究進展。TENG是基于摩擦起電和靜電感應的耦合技術，水本身是一種摩擦材料，當與聚合物介電材料表面接觸摩擦時，可以使表面帶電，形成固液TENG結構，具有環境適應性強、持久性強的優點。將其應用于陰極保護可以很好地解決傳統陰極保護存在的環境依賴性、資源浪費等問題，為電化學腐蝕防護綠色化提供便利的能量來源。 

本研究面向分布式水滴能量收集，開發了具有可獨立供能的摩擦納米發電機陰極保護系統，以增強復合介電層對電荷的捕獲和存儲能力為切入點，開發了MXene/SiO2@PDMS復合介電層材料。通過MXene搭配SiO2改性聚二甲基硅氧烷，形成的聚合物具有高電負性和導電性，增強了復合介電層中電子的存儲深度和表面電荷密度，輸出性能得到了顯著提升。在此基礎上設計了固液TENG新型陰極保護系統，對金屬材料進行陰極保護后腐蝕速度明顯降低，金屬材料受到了良好的保護，為固液TENG在電化學陰極保護領域的實際應用提供了有益的指導。 

固液TENG的摩擦起電機制和材料改性示意圖 

固液TENG電化學腐蝕防護應用和效果評價

論文第一作者為中國科學院海洋研究所碩士研究生王明星，通訊作者為王秀通研究員。研究得到了國家重點研發計劃、山東省重點研發計劃、工信部高技術船舶科研項目等基金項目的支持。 

論文網址： https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.146832