超灵敏离子热电堆的设计对低温集热和温度传感至关重要。然而，迄今为止，具有负热电势的高质量离子热电材料鲜有报道。有效调节聚合物网络与电解质阴阳离子之间的相互作用是获得显著热功率的重要手段。

基于此，南方科技大学王太宏教授报道了通过协同配位作用和水合作用，成功开发了一种具有高热能的离子水凝胶。

文章要点

1）对于无机离子热扩散而言，水合作用和配位相互作用是一对竞争关系。其中，如何在水凝胶中建立稳定的聚合物-离子配位结构极具挑战性，无机离子的配位结构很可能被离子水合过程破坏。研究人员将NaOH分散到冻融的聚乙烯醇（PVA）水凝胶中。经100 ℃干法退火和下一次完全溶胀处理，水凝胶中可以稳定存在较强的PVA与Na⁺配位结构，而OH⁻主要受水化作用的调节。

2）通过综合优化退火时间（90 min）和氢氧化钠浓度（0.9 mM），水凝胶获得了19.69 ~ 37.61 mV/K的高热功率，此外，研究人员还证明了高温（100 °C）干退火工艺对于研究i-TE水凝胶中的稳定配位结构具有很大的可行性。

3）这种PVA基离子导体水凝胶具有柔性、透明性和高性价比，可用于可穿戴式储能设备，从而实现大规模生产。因此，这种离子水凝胶在高热功率离子热电材料的设计和低品位热能收集方面具有广阔的应用前景。

参考文献

Bin Chen, et al, Giant negative thermopower of ionic hydrogel by synergistic coordination and hydration interactions, Sci. Adv. 7, eabi7233 (2021)

DOI: 10.1126/sciadv.abi7233

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abi7233