随着无处不在的物联网(IoT)和传感器网络的爆炸式增长，先进的能源系统技术受到广泛关注。虽然单个设备的功耗可能很小(µW-mW)，但对于传统电源（可充电电池和超级电容器）的频繁充电和供电仍然存在很大的不便。在这方面，集成能量收集和存储单元的自充电能量系统(SCPS)可能是一种潜在的解决方案。然而，以往报道的SCPS普遍存在充电时间长、效率低的问题，严重阻碍了其进一步应用。

鉴于此，武汉大学国世上教授，孙成亮教授和郑州大学赵亚婔副教授合作开发了一种高效的自充充电能源系统(SCPS)，SCPS巧妙的集成了基于双氧化还原活性位点异质结构的固态非对称超级电容器(SASD)和旋转摩擦电纳米发电机(RTENG)，这大大提高能源的收集和存储效率。双氧化还原活性位点Ni₂P/NiSe₂异质结构通过原位磷硒化均匀镶嵌在N-C上 (N-C@Ni₂P/NiSe₂)，这实现了活性位点的最大化暴露并防止纳米颗粒的聚集。巧妙设计的N-C@Ni₂P/NiSe₂异质结构具有高活性双氧化还原位点、明确的异质界面和稳定的高导电载体，这有利于提高电化学反应效率、加速反应动力学和增强电化学稳定性，从而实现高电容和优异的稳定性。同时，由高电容 N-C@Ni₂P/NiSe₂正极和宽电位 N-C负极组成的SASD具有高能量密度和长寿命。此外，RTENG 表现出高输出性能，可实现高效的能量收集。SCPS可在40秒内达到 3.8 V 的电压，并持续为电子设备供电。基于双氧化还原活性位点异质结构的设计和集成将为下一代可持续能源提供新的研究思路。

    该工作获得国家重点研发计划的资助。

    论文链接： https://doi.org/10.1002/adfm.202204833