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科研人員離子熱電領域取得新突破 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 作者：楊 點擊量：4514
據介紹，相比于傳統(tǒng)離子熱電需要不斷開啟/關閉熱源的發(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程。
【化工儀器網 項目成果】熱離子能量轉換是通過熱離子電子發(fā)射從熱量中直接產生電能,。即離子熱電轉換,。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,。離子熱電轉換具有毫伏級塞貝克系數,、良好延展性和低成本等優(yōu)勢。離子熱電的巨塞貝克效應為開發(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)等航天領域及智能穿戴、柔性電子,、芯片等關鍵技術領域具有廣闊的應用前景,。
然而，基于離子熱擴散機制的熱電轉換中,，離子只能在電極處聚集而無法穿過電極界面,，導致離子熱電轉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用,。
針對上述問題,，華北電力大學能源動力與機械工程學院副教授赤騁、教授杜小澤與清華大學和香港科技大學科研人員合作,，歷時近兩年,，最終在離子熱電領域取得新突破，聯(lián)合報道了一種基于電極可逆調控離子熱電材料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P型和N型,，從而實現陰/陽離子交替主導熱擴散過程,，在恒定溫差下連續(xù)產生電量，并具有高穩(wěn)定性和循環(huán)特性,。
據介紹,，相比于傳統(tǒng)離子熱電需要不斷開啟/關閉熱源的發(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程。
相關成果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：中國科學報
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