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科研人員離子熱電領(lǐng)域取得新突破 可在恒定溫差下循環(huán)連續(xù)發(fā)電
2023年02月16日 14:41:49
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點擊量：4549
據(jù)介紹，相比于傳統(tǒng)離子熱電需要不斷開啟/關(guān)閉熱源的發(fā)電模式,，該研究提出的新離子熱電模式不僅無需改變發(fā)電器件與熱源之間的熱接觸,，并且可以在穩(wěn)定熱源下循環(huán)發(fā)電，極大的推動了離子熱電的實用化進(jìn)程,。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】熱離子能量轉(zhuǎn)換是通過熱離子電子發(fā)射從熱量中直接產(chǎn)生電能,。即離子熱電轉(zhuǎn)換。電極表面特性決定了電極表面的電子發(fā)射電流和電勢的大小,，而等離子體特性決定了電子電流從發(fā)射極到集電極的傳輸,。離子熱電轉(zhuǎn)換具有毫伏級塞貝克系數(shù)、良好延展性和低成本等優(yōu)勢,。離子熱電的巨塞貝克效應(yīng)為開發(fā)高性能熱電器件開辟了全新途徑,，在星際探測、自發(fā)(供)電系統(tǒng)等航天領(lǐng)域及智能穿戴,、柔性電子,、芯片等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
然而,，基于離子熱擴(kuò)散機(jī)制的熱電轉(zhuǎn)換中,，離子只能在電極處聚集而無法穿過電極界面，導(dǎo)致離子熱電轉(zhuǎn)換在恒定溫差下無法對外循環(huán)連續(xù)供電,，極大地限制了離子熱電的實際應(yīng)用,。
針對上述問題，華北電力大學(xué)能源動力與機(jī)械工程學(xué)院副教授赤騁,、教授杜小澤與清華大學(xué)和香港科技大學(xué)科研人員合作,，歷時近兩年，最終在離子熱電領(lǐng)域取得新突破,，聯(lián)合報道了一種基于電極可逆調(diào)控離子熱電材料P/N型的離子熱電發(fā)電器件,，該器件可在恒定溫差下循環(huán)連續(xù)發(fā)電，具有原創(chuàng)性,。
研究人員設(shè)計了一種新型可循環(huán)連續(xù)發(fā)電的離子熱電發(fā)電器件,。該發(fā)電器件始終與熱源接觸且維持恒定溫差,，僅通過切換碳管電極和銅電極，使熱電器件交替呈現(xiàn)P型和N型,，從而實現(xiàn)陰/陽離子交替主導(dǎo)熱擴(kuò)散過程，在恒定溫差下連續(xù)產(chǎn)生電量,，并具有高穩(wěn)定性和循環(huán)特性,。
據(jù)介紹，相比于傳統(tǒng)離子熱電需要不斷開啟/關(guān)閉熱源的發(fā)電模式,，該研究提出的新離子熱電模式不僅無需改變發(fā)電器件與熱源之間的熱接觸,，并且可以在穩(wěn)定熱源下循環(huán)發(fā)電，極大的推動了離子熱電的實用化進(jìn)程,。
相關(guān)成果Reversible bipolar thermopower of ionic thermoelectric polymer composite for cyclic energy generation于近日發(fā)表在國際期刊《自然 通訊》(nature communications),。
來源：中國科學(xué)報
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