根据结构设计的不同，湿气发电器件可分为三明治式［图4（A）］［7］和平面式［图4（B）］［8］. 三明治式湿气发电器件主要通过两片电极夹持中间吸湿层的方式来实现电能产生. 在早期研究中，湿气发电器件大多采用三明治结构. 2015年， Qu等［2］以氧化石墨烯薄膜为产电活性层，制备了三明治结构的湿气发电器件. 该器件能够提供约35 mV的开路电压输出，功率密度达到4.2 mW/m2，能量转换效率高达62%. 然而，传统三明治型MEG往往需要复杂的材料预处理过程，同时刚性硬质电极的使用导致严格且繁琐的器件组装和封装过程，极大限制了器件的高效规模化集成和实际应用. 与传统的夹层式器件相比，平面型器件的突出优点是易与其它电子器件进行有效的集成. 2023年， Qu等［8］开发了一种基于调制聚阳离子和聚阴离子墨水的全印刷平面湿气发电器件，仅0.3 cm2的器件单元可产生高达1.1 V的开路电压以及2.6 μW/cm2的功率密度. 全印刷的MEG阵列不仅可为商用小型电子设备按需供电，还可与柔性电路兼容集成，显示了在便携式、集成化自供电系统中的应用潜力. ...

... 湿气发电（Moisture-enabled electric generator， MEG）是近年来兴起的一种创新型水力发电技术，区别于传统水力发电技术，其特性在于可以直接将大气中的湿气能量转化为电能，且过程中不产生任何污染物和有害气体. 由于大气中水汽资源的广泛分布，以及发电过程的清洁、无污染特性，湿气发电技术展现出极高的适应性，不受时间、地理位置及环境等自然条件的影响. 因此，湿气发电具有广阔的发展潜力. 19世纪，科学家发现了当水在压力差的作用下通过狭小的腔道或缝隙流动时，会产生流动电势等动电效应（Electrokinetic effect）. 这一发现是纳米材料与水相互作用产电的科学基础之一. 2015年， Qu等［2］构建了一种含氧官能团浓度梯度的氧化石墨烯结构，并率先通过湿度变化驱动该氧化石墨烯膜产生电能，实现了伏特级、亚毫安级的电输出. 此成果标志着湿气发电技术的一项重要突破. 他们发现氧化石墨烯结构能够快速响应相对湿度的变化，通过水分子在活性层（如MEG活性层）表面的吸附过程中，电荷在水分子与活性层材料分子间的转移，生成自由电荷. 在浓度梯度的驱动下，这些自由电荷定向迁移，从而有效实现了直流电的输出. 这项研究工作迅速引起了学术界对活性层材料的关注，并促进了湿气发电相关理论模型的快速发展［3］. 特别的，研究者将这种水分子与活性层材料分子之间的电荷转移现象称为“水伏效应（图1）［4］”. 迄今为止，关于湿气发电技术的综合性报道仍较少，这一领域面临的主要挑战包括开发历程较短、缺乏对规律性机制的全面总结，特别是近几年新兴的碳基湿气发电器件尚缺乏系统性的综合归纳. ...

... 为了构建不对称官能团分布，通常需要利用一些物理化学手段［5］先将材料处理成不对称的官能团分布，而对于不易处理的材料，则无计可施，具有一定的局限性. ...

... 流动电位/电流是指当液体通过多孔结构或微/纳米通道时，液-固体界面产生的自由电荷迁移的电动力学现象，也被用来解释部分 MEG 的发电机理. 当电解质溶液接触带有电荷的绝缘表面过程中主要受静电吸引和排斥力的影响. 溶液中带有与表面电荷相反的离子会靠近表面并形成一层紧密的吸附层，而带有与表面电荷相同的离子则在更远的区域形成扩散层，这两层共同构建了“双电层”的结构. 当外部力量作用于电解质溶液，使其通过微通道（如多孔隔膜或毛细管）时，这种定向流动会带动双电层中扩散层的带电荷粒子迁移. 这导致了溶液下游区域的电荷积累，从而在上下游之间形成电位差，即流动电位（图3）［3］. 同时，带电荷粒子的运动不仅产生了电位差，还会产生相应的电流，称为流动电流. 2017年， Zhou等［6］制备了一种多孔碳纳米颗粒薄膜发电器件，利用水蒸发过程中的毛细现象来驱动碳纳米颗粒间的相对运动，从而在碳层中产生流动电位，实现了高达1 V的电压输出. ...

... 根据结构设计的不同，湿气发电器件可分为三明治式［图4（A）］［7］和平面式［图4（B）］［8］. 三明治式湿气发电器件主要通过两片电极夹持中间吸湿层的方式来实现电能产生. 在早期研究中，湿气发电器件大多采用三明治结构. 2015年， Qu等［2］以氧化石墨烯薄膜为产电活性层，制备了三明治结构的湿气发电器件. 该器件能够提供约35 mV的开路电压输出，功率密度达到4.2 mW/m2，能量转换效率高达62%. 然而，传统三明治型MEG往往需要复杂的材料预处理过程，同时刚性硬质电极的使用导致严格且繁琐的器件组装和封装过程，极大限制了器件的高效规模化集成和实际应用. 与传统的夹层式器件相比，平面型器件的突出优点是易与其它电子器件进行有效的集成. 2023年， Qu等［8］开发了一种基于调制聚阳离子和聚阴离子墨水的全印刷平面湿气发电器件，仅0.3 cm2的器件单元可产生高达1.1 V的开路电压以及2.6 μW/cm2的功率密度. 全印刷的MEG阵列不仅可为商用小型电子设备按需供电，还可与柔性电路兼容集成，显示了在便携式、集成化自供电系统中的应用潜力. ...

本文的其它图/表