无电池盐度传感：氧化铜自供电装置实现智能海洋浮标海水盐度精准监测

（编辑推荐）本研究创新性开发出基于氧化铜(CuO)的自供电薄膜盐度传感器，突破性实现0.721-101 g·kg?1超宽盐度范围的线性响应（R2=0.998），灵敏度达95.588 mV·log(S)?1。该装置通过固-液界面离子伏打效应(ionovoltaic)将盐度梯度直接转化为电信号，在19次循环测试中保持4.18%RSD的稳定性，现场海水检测与商用盐度计吻合度达96%，为河口动力学研究和远海养殖管理提供了革命性的无源监测方案。

　　

亮点

• 首创无电池盐度传感技术，突破传统电导率法(CTD)和光学折射法的能源限制

• 超亲水CuO纳米薄膜（接触角20秒内降至0°）实现高效离子/电子耦合

• 检测限低至0.0550 g·kg^?1，覆盖全球海水/盐湖/河口混合区全谱系盐度

CuO薄膜亲水性及自供电装置能量捕获机制

通过水接触角测试揭示CuO薄膜的超亲水特性：初始接触角18°，20秒内迅速降至0°，这种"瞬时润湿"行为为离子扩散提供了理想界面。当薄膜电极连接精密源测量单元时，在盐度梯度驱动下产生显著开路电压(OCV)，证实了自发离子迁移引发的能量转换效应。

结论

本研究开发的CuO基自供电盐度传感器展现出三大颠覆性优势：

1. 1.

   超宽动态范围（0.721-101 g·kg^?1）打破传统传感器量程壁垒；

2. 2.

   95.588 mV·log(S)^?1超高灵敏度可实现浮游生物级盐度波动监测；

3. 3.

   清洁复用后信号保持率>95%，RSD仅2.84%，为长期海洋观测提供可靠解决方案。该技术将推动构建分布式无源监测网络，特别是在缺乏电力基础设施的极地/深海等极端环境。