CN106797063A - 一种用于储电的装置及相关联的方法 - Google Patents
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Abstract
一种装置，包括第一电极、第二电极和电解质，第一电极包括氧化石墨烯并且被配置为在存在水的情况下生成质子以在第一和第二电极之间产生电势差，电解质被配置为使得所生成的质子能够在第一和第二电极通过外部电路被连接时从第一电极流向第二电极，其中电解质包括室温离子流体，室温离子流体被配置为从周围环境吸收水并且将所述水递送给第一电极以促进质子的生成。
Description
技术领域
本公开涉及储电领域(包括例如电池、超级电容器以及电池-电容器混合体)、相关联的方法和装置，并且特别地涉及包括氧化石墨烯电极和电解质的装置，氧化石墨烯电极被配置为在存在水的情况下生成质子以产生电势差，电解质包括室温离子流体，室温离子流体被配置为从周围环境吸收水并且将所述水递送给电极以促进质子的生成。某些公开的示例方面/实施例涉及便携式电子设备、特别是可以手持使用的所谓的手持便携式电子设备(但是在使用中它们可以放置在支架中)。这种手持便携式电子设备包括所谓的个人数字助理(PDA)、智能手表和平板PC。
根据一个或多个公开的示例方面/实施例的便携式电子设备/装置可以提供一个或多个音频/文本/视频通信功能(例如，电信通信、视频通信和/或文本传输、短消息服务(SMS)/多媒体消息服务(MMS)/电子邮件功能、交互式/非交互式观看功能(例如web浏览、导航、电视/节目观看功能)、音乐记录/播放功能(例如MP3或其它格式和/或(FM/AM)无线电广播记录/播放)、数据下载/发送功能、图像捕获功能(例如，使用(例如内置的)数码相机)和游戏功能。
背景技术
目前正在进行研究以开发比用于现代电子设备中的现有储电单元具有更大存储容量的更小的储电单元。
本公开的一个或多个方面/实施例可以或可以不解决这个问题。
先前公布的文档或本说明书中的任何背景的列举或讨论不应当被视为承认文档或背景是现有技术的一部分或是公知常识。
发明内容
根据第一方面，提供了一种装置，其包括第一电极、第二电极和电解质，
第一电极包括氧化石墨烯并且被配置为在存在水的情况下生成质子以在第一和第二电极之间产生电势差，
电解质被配置为使得所生成的质子能够在第一和第二电极通过外部电路被连接时从第一电极流向第二电极，
其中电解质包括室温离子流体，室温离子流体被配置为从周围环境吸收水并且将所述水递送给第一电极以促进质子的生成。
第一和第二电极可以被配置为在它们之间的界面处彼此形成结。电解质可以与第一和第二电极的结接触。
该装置可以被配置为允许第一电极和电解质中的一者或两者被暴露于周围环境中的水。
第二电极可以包括以下中的一项或多项：氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、氢氧化钾、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐、碱以及导电聚合物。
第一和第二电极可以包括相应的第一和第二氧化石墨烯墨水。第一氧化石墨烯墨水的pH值可以低于第二氧化石墨烯墨水的pH值。第一氧化石墨烯墨水的pH值可以为1到4，第二氧化石墨烯墨水的pH值可以为13到14。
室温离子流体可以包括室温离子液体和离子胶体中的一项或多项。室温离子流体可以是至少在以下温度范围中的一项或多项内的液体或胶体：-100℃至+100℃；-50℃至+50℃；+15℃至+35℃；以及+20℃至+27℃。
室温离子流体可以包括三乙基锍双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1-丁基-3-甲基-咪唑鎓盐和三辛基甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺中的一项或多项。
电解质还可以包括一种或多种盐，其被配置为帮助质子从第一电极流向第二电极和/或增强室温离子流体从周围环境吸收水。一种或多种盐可以包括双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺锂、氯化锂和氯化钠中的至少一项。
室温离子流体可以是亲水性的和离子导电的。
室温离子流体可以包括阳离子和阴离子。阳离子的大小可以基本上大于阴离子。
该装置可以包括被配置为在相应电极和外部电路之间提供电路径的与第一和第二电极接触的相应电荷收集器。相应电荷收集器中的一者或两者可以包括金属、合金、金、银、铜、铝、钢和氧化铟锡中的至少一项。
该装置可以包括被配置为支撑第一和第二电极的基底。
该装置可以是以下中的一项或多项：电池、电容器、超级电容器、电池-电容器混合体、电子设备、便携式电子设备、便携式电信设备、移动电话、个人数字助理、平板手机、平板计算机、膝上型计算机、电子手表、无线传感器、电化学传感器、可穿戴设备、RFID标签、电致变色设备、以及用于这些设备中的一个或多个的模块。
根据另一方面，提供了一种制造包括第一电极、第二电极和电解质的装置的方法，该方法包括：
形成第一和第二电极，第一电极包括氧化石墨烯并且被配置为在存在水的情况下生成质子以在第一和第二电极之间产生电势差；以及
提供电解质以使得所生成的质子能够在第一和第二电极通过外部电路被连接时从第一电极流向第二电极，电解质包括室温离子流体，室温离子流体被配置为从周围环境吸收水并且将所述水递送给第一电极以促进质子的生成。
形成第一和第二电极以及提供电解质中的一者或两者可以包括印刷电极/电解质。
根据另一方面，提供了一种使用装置产生电势差的方法，该装置包括第一电极、第二电极和电解质，
第一电极包括氧化石墨烯并且被配置为在存在水的情况下生成质子以在第一和第二电极之间产生电势差，
电解质被配置为使得所生成的质子能够在第一和第二电极通过外部电路被连接时从第一电极流向第二电极，
其中电解质包括室温离子流体，室温离子流体被配置为从周围环境吸收水并且将所述水递送给第一电极以促进质子的生成，该方法包括：
将电解质暴露于周围环境中的水中以促进由第一电极生成质子以及在第一和第二电极之间产生对应的电势差。
本文中所公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行，除非明确地陈述或技术人员理解。
用于实现本文中所公开的方法中的一个或多个的对应的计算机程序(其可以或可以不记录在载体上)也在本公开内，并且被一个或多个所描述的示例实施例涵盖。
本公开包括单独或以各种组合的一个或多个对应的方面、示例性实施例或特征，无论是否以该组合或单独具体陈述(包括要求保护的)。用于执行所讨论的功能中的一个或多个的对应的装置也在本公开内。
上述发明内容仅仅是示例性的而非限制性的。
附图说明
现在仅通过示例的方式参照附图给出描述，在附图中：
图1a在平面图中示出了现有的质子电池；
图1b在截面中示出了图1a的质子电池；
图1c示意性地示出了在各种不同放电电流处图1a的质子电池的放电曲线；
图2示意性地示出了根据本公开的装置的一个示例；
图3示意性地示出了具有各种不同结面积的图1的装置的放电曲线；
图4示意性地示出了包括两个堆叠结的装置的放电曲线；
图5示意性地示出了根据本公开的装置的另一示例；
图6示意性地示出了制造图1的装置的方法；
图7示意性地示出了使用图1的装置的方法；以及
图8示出了包括计算机程序的计算机可读介质，计算机程序被配置为执行、控制或实现图6或7的方法步骤中的一个或多个。
具体实施方式
电能存储是便携式电子设备的重要考虑因素。目前正在为此目开发质子电池。一种类型的质子电池的能量产生机制涉及氧化石墨烯在与水接触时的降解。水可以被包含在电池内或者可以来自周围环境(例如以空气湿度的形式)。
图1a和1b分别在平面图和截面中示出了现有的基于氧化石墨烯的质子电池101。电池101包括由氧化石墨烯形成的第一电极102和由还原氧化石墨烯形成的第二电极103。沉积第一电极102和第二电极103，使得它们(至少部分地)位于相应的银电荷收集器107上面，并且在其间的界面(例如，其中电极材料彼此混合和/或交叠)处彼此形成结106。在该示例中，电荷收集器107均具有5mm的长度(l)和宽度(w)，1μm的厚度(t)，并且彼此隔开2mm。因此，面内结面积(即1×w)为10mm2。进行多个充电/放电循环以测试现有的基于氧化石墨烯的质子电池101的电性质。发现电池101在30％的湿度处表现出高达100nAh的存储容量和0.6V的最大开路电压，并且可以利用在2nA和80nA之间的电流被放电。
图1c示出了针对各种放电电流产生的放电曲线。现在将描述可以能够提供比现有的质子电池101更大的电输出的装置和相关联的方法。
图2示出了本装置201的一个示例，取决于装置201的具体电化学特性，其可以是以下中的一项或多项：一次电池或二次电池、电容器、超级电容器、电池-电容器混合体、以及用于上述各项中的一项或多项的模块。装置201包括第一电极202、第二电极203和电解质204。第一电极202包括氧化石墨烯并且被配置为在存在水的情况下生成质子以在第一电极202和第二203电极之间产生电势差。电解质204被配置为使得所生成的质子能够在第一电极202和第二电极203通过外部电路(未示出)被连接时(例如，在电势差的使用期间)从第一电极202流向第二电极203。
重要的是，电解质204包括被配置为从周围环境205吸收水并且将所述水递送给第一电极202以促进质子的生成的室温离子流体。已经发现该特征提高了装置201的存储容量和输出电压，并且还允许装置201以更高的电流被放电(稍后更详细地讨论)。此外，在一些实施例(例如，二次电池、电容器、超级电容器或电池-电容器混合体)中，室温离子流体的存在使得装置201能够在被完全放电之后的几分钟内在不施加外部能量的情况下被再充电。这是由于第一电极202的氧化石墨烯和来自外部环境205的水之间的化学反应，其生成质子并且引起电势差。在这些实施例中，装置201因此可以被再充电，只要(i)存在水，并且(ii)氧化石墨烯在之前的充电循环期间没有被完全消耗。然而，在其它实施例(例如，一次电池)中，装置201可能不是可再充电的。
在图2所示的示例中，第一电极202和第二电极203被配置为在它们之间的界面(例如，其中电极材料彼此混合和/或交叠)处彼此形成结206，并且电解质204与第一电极202和第二电极203的结206接触。这种构造可以使用相对简单的印刷工艺来生产。此外，电解质204和电极结206之间的接触有助于确保所生成的质子能够在第一电极202和第二电极203之间流动。
装置201可以被配置为允许第一电极202和电解质204中的一者或两者被暴露于周围环境205中的水。实际上，这(例如)可以通过以下方式来实现：如果需要保护性外壳，则使装置201未被覆盖/未被密封，从而将装置201包含在水和/或空气可渗透材料内，或者通过为装置201提供具有被配置为打开和闭合的一个或多个部分的外壳。将电解质204暴露于周围环境205中的水的能力是必要的，以便从本装置201的增强的电性质中受益，因为可以认为水为生成质子提供燃料。在一些情况下，装置201还可以包括水源，使得即使当周围环境205的湿度相对低时也可以生成质子(并且因此产生电势差)。例如，为此目的，装置201可以包括与第一电极202和/或电解质204流体连通的吸水材料(诸如海绵)。
在图2所示的示例中，装置201还包括被配置为在相应的电极202、203和外部电路(未示出)之间提供电路径的与第一电极202和第二电极203接触的相应的电荷收集器207。这些电荷收集器207中的一者或两者可以包括金属、合金、金、银、铜、铝、钢和氧化铟锡中的至少一项。图2还示出了电荷收集器207与它们的相关联的电极202、203之间的重叠区域220。例如，如果使用印刷工艺来沉积电极202、203和/或电荷收集器207材料，则可以产生这样的区域220。
此外，装置201还包括被配置为支撑电极202、203、电解质204和电荷收集器207的基底208。当使用印刷工艺形成各种部件时，支撑基底208是特别有用的，因为可印刷材料(例如，墨水、液体和胶体)至少在它们已经干燥或固化之前倾向于不是自支撑的。
如上所述，第一电极202包括与水反应以生成质子的氧化石墨烯。在所示示例中，第二电极203包括还原氧化石墨烯，但它可以包括氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、氢氧化钾、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、碱和导电聚合物中的一项或多项。在一些示例中，第一电极202和第二电极203可以由相应的第一氧化石墨烯墨水和第二氧化石墨烯墨水形成。在这种情况下，第一氧化石墨烯墨水通常具有比第二氧化石墨烯墨水(例如pH值为13到14)低的pH值(例如pH值为1到4)。墨水的pH值差异是有利的，因为其促进质子通过电极202、203的结206处的酸碱反应从第一电极202转移到第二电极203。
在室温(+20℃至+27℃)处，电解质204的室温离子流体可以是液体或胶体。为了实现这一点，流体可以包括阳离子和阴离子，其中阳离子的大小基本上大于阴离子(例如具有比阴离子的半径大多达2、3、4、5或10倍的半径)。阳离子和阴离子之间的大小差异可以防止流体在室温处形成晶格，从而使得电解质204能够保持其流体状态。在一些情况下，室温离子流体在上述“室温”范围之外的温度处也可以是液体或胶体。例如，其在-100℃至+100℃、-50℃至+50℃和/或+15℃至+35℃的温度处可以是液体或胶体。有利地，室温离子流体在装置的所有操作温度处将处于其液体或胶体形式，以有助于确保其质子传导性。
电解质204可以包括亲水性的且离子导电的任何室温离子流体。室温离子流体可以包括室温离子液体和离子胶体中的一项或多项。合适的示例包括三乙基锍双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺([SET3][TFSI])、1-丁基-3-甲基-咪唑鎓盐([BMIM][Cl])和三辛基甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺。电解质204还可以包括一种或多种盐，其被配置为帮助质子从第一电极202流向第二电极203和/或增强室温离子流体从周围环境205吸收水。因此，一种或多种盐的添加促进了质子的生成和传导，从而允许由装置201产生甚至更多的电能。合适的盐包括双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺锂([Li][TFSI])、氯化锂和氯化钠。
已经发现本装置201表现出比现有的质子电池更大的存储容量和输出电压，并且可以以更高的电流被放电。这可以至少部分归因于电解质204的室温离子流体的存在。进行了很多实验以测试装置201的电性质。使用图2的配置进行这些实验，其中第一电极202为氧化石墨烯(GO)，第二电极203为还原氧化石墨烯(rGO)，室温离子流体为[SET3][TFSI]，每个电极202、203处的电荷收集器207为银。此外，测量GO/rGO结206的面内面积为约10mm2(如同图1a和1b中所示的现有的质子电池)，其完全被电解质204覆盖。在这些实验中，周围环境205的湿度(即，环境湿度)被测量为大约30％。
一旦室温离子流体被施加到装置201，开路电压从约0.6V增加到约1V，并且存储容量从约100nAh(在2nA的放电电流处)增加到约340nAh(在100nA的放电电流处)。然后GO/rGO结206的面积从约10mm2变化到约30mm2，然后变化到约50mm2，以确定更大的活性区将如何影响装置201的电性质。
图3示出了针对各种不同结面积的放电曲线。通过将结面积从约10mm2增加到约30mm2，存储容量从340nAh增加到1110nAh(在100nA的放电电流处)。通过将结面积进一步增加到约50mm2，存储容量增加到7300nAh(在100nA的放电电流处)。增加结面积还允许使用甚至更高的放电电流。事实上，发现被测试的最大结(约50mm2)适合用于与高达1μA的放电电流一起使用。
为了增加装置的输出电压，随后串联连接两个器件以形成包括两个具有约10mm2的结面积的GO/rGO结的堆叠。发现，当添加第二单元/结时，开路电压从1V增加到2.3V，并且存储容量从340nAh(在100nA的放电电流处)增加到12μAh(在1μA的放电电流处)。
图4示出了在1μA的放电电流处针对上述堆叠的放电曲线。从该曲线图可以看出，约1.8V的初始输出电压(由于装置的内部电阻，小于2.3V开路电压)在使用约11小时后下降到零。图3和图4所示的结果说明，本装置的电输出可以基本上通过活性(结)面积和单元(结)的数目的相对较小的增加来放大。
图5示出了本装置501的另一示例。在该示例中，该装置包括本文中所描述的一些或全部部件(在图5中示出为储电设备509)、处理器510、存储介质511、电子显示器512和收发器513，它们通过数据总线514彼此电连接。装置501可以是以下中的一项或多项：电子设备、便携式电子设备、便携式电信设备、移动电话、个人数字助理、平板手机、平板计算机、膝上型计算机、电子手表、无线传感器、电化学传感器、可穿戴设备、RFID标签、电致变色设备、以及用于这些设备中的一项或多项的模块。
储电设备509被配置为向其它部件提供电力以实现它们的功能。在这方面，其它部件可以被认为是前面提到的外部电路。电子显示器512被配置为显示存储在装置501上(例如存储在存储介质511上)的内容，并且收发器513被配置为经由有线或无线连接向一个或多个其它设备发射和/或从一个或多个其它设备接收数据。
处理器510被配置用于通过向其它部件提供和从其它部件接收管理其操作的信令来对装置501进行一般操作。存储介质511被配置为存储计算机代码，其被配置为执行、控制或实现装置501的操作。存储介质511还可以被配置为存储其它部件的设置。处理器510可以访问存储介质511以检索部件设置，以便管理其它部件的操作。
处理器510可以是微处理器，包括专用集成电路(ASIC)。存储介质511可以是暂态存储介质，诸如易失性随机存取存储器。另一方面，存储介质511可以是永久性存储介质，例如硬盘驱动器、闪存或非易失性随机存取存储器。
图6示出了制造本文中所描述的装置的方法的主要步骤615-616。该方法总体上包括：形成第一和第二电极615；以及提供电解质以使得所生成的质子能够在第一和第二电极通过外部电路被连接时(例如在使用电势差期间)从第一电极流向第二电极616。这些步骤615、616可以使用各种不同的制造工艺来执行。有利地，可以印刷电极(具有或不具有电荷收集器)和电解质，例如使用喷墨印刷。在这种情况下，当打印电解质时，应当注意使得电解质不与两个电荷收集器接触，否则可能会使装置短路。
图7示出了使用本文中所描述的装置产生电势差的方法的主要步骤717-718。该方法总体上包括：将电解质暴露于周围环境中的水，以促进由第一电极生成质子717；以及在第一和第二电极之间产生对应的电势差718。可以通过将装置放置在潮湿环境(例如具有至少10％、20％、30％、50％或者75％的环境湿度)内或者通过将装置放置在水的容器内来将电解质暴露于水。为了防止装置被水短路或损坏，装置可以包括防水涂层或外壳，以防止在电荷收集器之间和/或在各种电子电路部件或迹线之间形成不希望的连接。
图8示意性地示出了根据一个实施例的提供计算机程序的计算机/处理器可读介质819。计算机程序可以包括计算机代码，其被配置为执行、控制或实现图6的方法步骤615-616中的一个或多个和/或图7的方法步骤717-718中的一个或多个。在该示例中，计算机/处理器可读介质819是诸如数字通用盘(DVD)或光盘(CD)之类的盘。在其它实施例中，计算机/处理器可读介质819可以是已经以使得能够执行本发明功能的方式被编程的任何介质。计算机/处理器可读介质819可以是可移动存储器设备，诸如记忆棒或存储卡(SD、迷你SD、微型SD或纳米SD)。
在附图中描绘的其它实施例已经被提供有与之前描述的实施例的类似特征相对应的附图标记。例如，特征号1也可以对应于数字101、201、301等。这些编号的特征可以出现在附图中，但是可能在这些特定实施例的描述内未被直接提及。在附图中仍然提供有这些以帮助理解其它实施例，特别是关于类似的较早描述的实施例的特征。
本领域技术人员将理解，任何所提到的装置/设备和/或特定的所提到的装置/设备的其它特征可以由被布置成使得它们被配置为仅当被启用(例如被接通等)时才执行期望的操作的装置来提供。在这种情况下，它们可能在未启用(例如，关断状态)时不必将适当的软件加载到活动存储器中，并且仅在启用(例如接通状态)时加载适当的软件。该装置可以包括硬件电路和/或固件。该装置可以包括被加载到存储器上的软件。这样的软件/计算机程序可以被记录在相同的存储器/处理器/功能单元上和/或一个或多个存储器/处理器/功能单元上。
在一些实施例中，特定的所提到的装置/设备可以用适当的软件预编程以执行期望的操作，并且其中适当的软件可以被启用以供用户下载“密钥”使用，例如解锁/启用软件及其相关功能。与这样的实施例相关联的优点可以包括当设备需要另外的功能时减少的对下载数据的需求，并且这在其中设备被感知为具有足够的容量来存储这样的预编程软件以用于可能不由用户启用的功能的示例中是有用的。
应当理解，除了所提到的功能之外，任何提到的装置/电路/元件/处理器可以具有其它功能，并且这些功能可以由相同的装置/电路/元件/处理器执行。一个或多个公开的方面可以涵盖被记录在适当的载体(例如存储器、信号)上的相关联的计算机程序和计算机程序(其可以是源/传输编码的)的电子分发。
应当理解，本文中所描述的任何“计算机”可以包括一个或多个单独的处理器/处理元件的集合，一个或多个单独的处理器/处理元件可以位于或可以不位于相同的电路板上、或者电路板的相同区域/位置上、或甚至同一设备上。在一些实施例中，任何所提到的处理器中的一个或多个可以分布在多个设备上。相同或不同的处理器/处理元件可以执行本文中所描述的一个或多个功能。
应当理解，术语“信令”可以指代作为一系列发射和/或接收信号发射的一个或多个信号。该系列信号可以包括一个、两个、三个、四个或甚至更多个单独的信号分量或不同的信号以组成所述信令。这些单独信号中的一些或全部可以按顺序、同时和/或以使得它们能够在时间上彼此重叠的方式来发射/接收。
参考任何所提到的计算机和/或处理器和存储器(例如包括ROM、CD-ROM等)的任何讨论，这些可以包括计算机处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和/或已经以使得能够执行本发明功能的方式被编程的其它硬件部件。
申请人因此独立地公开了本文中所描述的每个单独的特征以及两个或更多个这样的特征的任意组合，其程度使得这些特征或组合能够鉴于本领域技术人员的公知常识根据本说明书作为整体被执行，不管这些特征或特征的组合是否解决了本文中所公开的任何问题，并且不限制权利要求的范围。申请人指出，所公开的方面/实施例可以由任何这样的单独特征或特征组合组成。鉴于前述描述，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在本公开的范围内进行各种修改。
虽然已经示出并且描述和指出了应用于其不同实施例的基本新颖特征，但是应当理解，本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神的情况下对所描述的装置和方法的形式和细节做出各种省略、替换和改变。例如，明确地，意图在于，以基本相同的方式执行基本上相同的功能以实现相同结果的那些元件和/或方法步骤的所有组合在本发明的范围内。此外，应当认识到，结合任何公开的形式或实施例示出和/或描述的结构和/或元件和/或方法步骤可以被并入到任何其它公开或描述或建议的形式或实施例中作为一般设计选择事项。此外，在权利要求中，装置加功能项旨在覆盖本文中描述为执行所述功能的结构，而不仅仅是结构等同物，而且还包括等效结构。因此，尽管钉子和螺钉可能不是结构等同物，其中钉子采用圆柱形表面以将木质部件固定在一起，而螺钉采用螺旋形表面，但是在紧固木质部件的环境中，钉子和螺钉可以是等效的结构。
Claims (17)
1.一种装置，包括第一电极、第二电极和电解质，
所述第一电极包括氧化石墨烯并且被配置为在存在水的情况下生成质子以在所述第一电极和所述第二电极之间产生电势差，
所述电解质被配置为使得所生成的质子能够在所述第一电极和所述第二电极通过外部电路被连接时从所述第一电极流向所述第二电极，
其中所述电解质包括室温离子流体，所述室温离子流体被配置为从周围环境吸收水并且将所述水递送给所述第一电极以促进质子的生成。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一电极和所述第二电极被配置为在所述第一电极与所述第二电极之间的界面处彼此形成结，并且其中所述电解质与所述第一电极和所述第二电极的所述结接触。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述装置被配置为允许所述第一电极和所述电解质中的一者或两者被暴露于所述周围环境中的水。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述第二电极包括以下中的一项或多项：氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、氢氧化钾、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐、碱以及导电聚合物。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述第一电极和所述第二电极包括相应的第一氧化石墨烯墨水和第二氧化石墨烯墨水，并且其中所述第一氧化石墨烯墨水的pH值低于所述第二氧化石墨烯墨水的pH值。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述第一氧化石墨烯墨水的pH值为1到4，并且所述第二氧化石墨烯墨水的pH值为13到14。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述室温离子流体是至少在以下温度范围中的一项或多项内的液体或胶体：-100℃至+100℃；-50℃至+50℃；+15℃至+35℃；以及+20℃至+27℃。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述室温离子流体包括三乙基锍双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述室温离子流体包括1-丁基-3-甲基-咪唑鎓盐。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述室温离子流体包括三辛基甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述电解质还包括一种或多种盐，所述一种或多种盐被配置为帮助质子从所述第一电极流向所述第二电极和/或增强所述室温离子流体从所述周围环境吸收水。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述室温离子流体包括阳离子和阴离子，并且其中所述阳离子的大小基本上大于所述阴离子。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述装置包括与所述第一电极和所述第二电极接触的相应电荷收集器，所述相应电荷收集器被配置为在相应电极和所述外部电路之间提供电路径。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述装置是以下中的一项或多项：电池、电容器、超级电容器、电池电容器混合体、电子设备、便携式电子设备、便携式电信设备、移动电话、个人数字助理、平板手机、平板计算机、膝上型计算机、电子手表、无线传感器、电化学传感器、可穿戴设备、RFID标签、电致变色设备、以及用于上述设备中的一个或多个的模块。
15.一种制造装置的方法，所述装置包括第一电极、第二电极和电解质，所述方法包括：
形成第一电极和第二电极，所述第一电极包括氧化石墨烯并且被配置为在存在水的情况下生成质子以在所述第一电极和所述第二电极之间产生电势差；以及
提供电介质以使得所生成的质子能够在所述第一电极和所述第二电极通过外部电路被连接时从所述第一电极流向所述第二电极，所述电解质包括室温离子流体，所述室温离子流体被配置为从周围环境吸收水并且将所述水递送给所述第一电极以促进质子的生成。
16.一种使用装置产生电势差的方法，所述装置包括第一电极、第二电极和电解质，
所述第一电极包括氧化石墨烯并且被配置为在存在水的情况下生成质子以在所述第一电极和所述第二电极之间产生电势差，
所述电解质被配置为使得所生成的质子能够在所述第一电极和所述第二电极通过外部电路被连接时从所述第一电极流向所述第二电极，
其中所述电解质包括室温离子流体，所述室温离子流体被配置为从周围环境吸收水并且将所述水递送给所述第一电极以促进质子的生成，所述方法包括：
将所述电解质暴露于所述周围环境中的水以促进由所述第一电极生成质子以及在所述第一电极和所述第二电极之间产生对应的电势差。
17.一种计算机程序，包括计算机代码，所述计算机代码被配置为执行根据权利要求15或16所述的方法。
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