基于热电效应的离子热电池具有较高的热电势,但其输出电量较小,仍不足以满足实际应用的需要。
近日,南开大学马儒军教授设计了一种基于铁/铁氰化物[Fe(CN)6]4-/[Fe(CN)6]3-离子氧化还原电偶的聚丙烯酰胺/海藻酸钠(PAAMSA)双网络可伸缩热电池(STHTC)。
文章要点
1)通过胍离子诱导的[Fe(CN)6]4-离子晶化增强热电偶效应,STHTC的平均热电势、电导率和伸长率分别达到4.4 mV/K、10.5S/m和540%。Pmax/ΔT2达到了创纪录的1780 μW m-2 K-2,是基于单个热电效应的最高值的~3倍。在拉伸应变从0%到200%的1000次循环后,STHTC表现出显著的机械和热电稳定性。即使在-35℃的低工作温度下,STHTC仍具有良好的TE性能。
2)研究人员进一步展示了一种5×5的STHTC阵列,通过收集模拟人体热能直接点亮5个绿色LED,而不需要任何电子放大系统。此外,STHTC可以提供稳定的电压,使CPU温度降低15.1K,为同时进行热管理和发电提供了一种可行的策略。
参考文献
Ding Zhang, et al, Stretchable thermogalvanic hydrogel thermocell with record-high specific output power density enabled by ion-induced crystallization, Energy Environ. Sci., 2022
DOI: 10.1039/D2EE00738J
https://doi.org/10.1039/D2EE00738J