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蘇州大學(xué)嚴(yán)鋒教授AM:全天候離子凝膠熱電電池
  發(fā)布日期:2024-01-17

低品位熱能在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中無(wú)處不在,而熱電電池作為一種不需要外力即可將“熱能”轉(zhuǎn)換成“電能”的綠色能源轉(zhuǎn)換器件,可進(jìn)行持續(xù)發(fā)電和為小型用電設(shè)備供電。目前,離子型熱電材料(i-TE)以離子遷移為能量運(yùn)輸形式,基于離子熱擴(kuò)散效應(yīng)(Thermodiffision Effect)或氧化/還原電對(duì)的溫度效應(yīng)(Thermogalvanic Effect),其熱電勢(shì)值可以達(dá)到mV/K的數(shù)量級(jí)。但熱電電池較小的能量輸出和在多變環(huán)境中無(wú)法持續(xù)的問(wèn)題仍有待解決。

針對(duì)上述問(wèn)題,蘇州大學(xué)嚴(yán)鋒團(tuán)隊(duì)從離子凝膠電解質(zhì)設(shè)計(jì)和器件結(jié)構(gòu)兩方面入手,報(bào)道了一種具有極高熱電壓(32.4 mV/K)的氧化還原型的離子凝膠,同時(shí)結(jié)合輻照制冷技術(shù),使得制備的熱電電池可在自然環(huán)境下通過(guò)對(duì)太陽(yáng)輻照屏蔽性/吸收性而自身產(chǎn)生溫差,從而能夠在多變的環(huán)境條件下實(shí)現(xiàn)持續(xù)功率輸出。

該研究展示了一種可自身建立溫度梯度并持續(xù)發(fā)電的新型熱電電池。同時(shí),由于離子凝膠的良好的溫度適應(yīng)性,該熱電電池能夠在各種氣候條件下運(yùn)行并產(chǎn)生能量。同時(shí)大規(guī)模的集成方式為日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際的能量轉(zhuǎn)化及電力供應(yīng)提供了新的思路。相關(guān)成果以“Chaotropic Effect-Boosted Thermogalvanic Ionogel Thermocells for All-Weather Power Generation"為題發(fā)表于Advanced Materials上。文章的第一作者為蘇州大學(xué)博士生楊茗琛,通訊作者為胡寅博士后和嚴(yán)鋒教授。

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