延世大学Eunkyoung Kim探索了聚合物混合离子电子导电（MIEC）薄膜中电子载体的最佳贡献，以使用聚（2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸）（P）、铁氰化钾（F）和分散良好的石墨烯薄片（G）在低温梯度（ΔT）下实现高热电（TE）转换。

本文要点：

1) 在这种复合（PFG）薄膜中，活性载流子被鉴定为CN^-和电子。P中的磺酸基团有效地将石墨烯薄片分散到纳米级电子通道中，而P和F为CN^-的传输提供了离子通道。通过系统地改变G含量和湿度，作者开发了一系列具有宽电子（σ_e）和离子（σ_i）电导率范围的MIEC。其中，含有3 wt%G的PFG薄膜（PFG3）在室温和80%的相对湿度下，在5.3 K的ΔT下具有超过-40 mV K^-1的塞贝克系数（S）。此外，即使在3000秒后，PFG3也表现出稳定的电压输出（V_out）。

2) 同一薄膜中硒和硫的同时增强表明了电子和离子载流子贡献的优化平衡，这进一步得到了转移数和电导率比（σ_e/σ_i）的证实。作者还发现PFG的功率密度（PD）取决于σ_e/σ_i，并强调了控制载流子贡献的重要性。尽管PFG3具有MIEC性质，但它通过G通道有效地传输了电子载流子，Se与σ_e之间的关系与PFG的简并电子模型相一致。将PFG3薄膜放大到TE模块中，在ΔT为4.9K的情况下，能量密度为36.0 J m^-2，PD为18.6 mW m^-2。

参考文献：

Cheolhyun Cho et.al High thermoelectric conversion through an optimal contribution of electronic carriers in polymeric mixed ionic-electronic conducting films EES 2024

DOI: 10.1039/D4EE03185G

https://doi.org/10.1039/D4EE03185G