未来20年，世界能源消费总量预计将从30%增长到50%。然而，太阳能水分解为清洁燃料的生产提供了一个可持续和环境友好的途径，以应对不断增长的能源需求。传统的光电解水系统面临着两个巨大的挑战：水源和多余的电能。近日，新加坡国立大学的Tan Swee Ching教授开发了一种铁电半导体光电阳极(BaTiO₃@BiVO₄)，可以进行高效的水氧化，正极极化后，BaTiO₃可以诱导出内置电场的向外矢量，有助于提高光电压，加速空穴向BiVO₄表面的转移，而多功能超吸湿水凝胶可以直接从大气中获取水分，为混合动力系统提供连续的水供应，。将光电阳极水凝胶装置与太阳能电池相结合，可以在10兆瓦/平方厘米的光照下产生0.4 mA/cm²的光电流，相对湿度降低12.0%。也就是说，BiVO₄、BaTiO₃、水凝胶和太阳能电池的功能分别是光吸收和水氧化、充电加速器、湿度收割机和额外的电子能量输入。水凝胶吸收周围潮湿空气中的水分，作为除湿剂，将水输送到光电阳极发电，并与太阳能电池串联，进一步提高了载体的流动性。

Lin Yang, Dilip Krishna Nandakumar, Linqing Miao, Lakshmi Suresh, Danwei Zhang, Ting Xiong, Jayraj V. Vaghasiya, Ki Chang Kwon, Swee Ching Tan. Energy Harvesting from Atmospheric Humidity by a Hydrogel-Integrated Ferroelectric-Semiconductor System. Joule, 2019.

https://doi.org/10.1016/j.joule.2019.10.008