隨著需求的增長和環境惡化加劇，研究人員正在探索可持續能源采集方法?；谔蓟牧虾投S層狀材料的水基能量采集因其低維度的優越電學性能受到廣泛關注。鑒于此，印度納米科學與技術研究所Kaushik Ghosh等展示了一種鈷氮摻雜石墨烯（Co-N-Gr）薄膜，可作為從多種水源（包括模擬海水（0.6m NaCl）、雨水）中收集能量的高效介質，還能區分pH值并檢測水環境中酸性污染物（如硫酸和硝酸）。
本文要點：
（1）氮功能化石墨烯輔助固定的鈷使發電能力相比原始石墨烯（P-Gr）提高了約108倍，且無需任何二次異質結材料。Co-N-Gr基質提高了親水性，促進了離子相互作用和電荷轉移，在去離子水滴落運動下實現了約2.7納瓦的發電功率。
（2）通過實驗結果結合密度泛函理論計算，研究揭示了陰離子（Cl?和F?）通過雙電層形成進行相互作用的機制。與硫酸相比，硝酸因其選擇性更高的相互作用能，在相同濃度下使發電量提高了四倍，這突顯了其在單一平臺上集成可再生能源采集與雨水質量檢測的潛力，可用于開發商業化智能窗。
S. Das, Monika, S. Ali, D. Rani, H. EM, P. Bhardwaj, S. A. Siddiqui, M. Afshan, S. Rani, N. Chaudhary, S. Sharangi, Jyoti, E. Ali, G. sheet, K. Ghosh, Harnessing Renewable Energy via Tunable Hydrovoltaic Power Generation on Cobalt Intercalated Nitrogen-doped Graphene. Adv. Energy Mater. 2025, 2500138.
https://doi.org/10.1002/aenm.202500138
