南开大学:抗冻、高比输出功率密度的可拉伸热电偶水凝胶热电池

南开大学:抗冻、高比输出功率密度的可拉伸热电偶水凝胶热电池

离子热电池基于热电偶效应具有较高的热电势,但其小功率输出仍不足以满足实际应用。最近,科研人员展示了一种高离子导电、抗冻可拉伸热电偶水凝胶热电池(STHTC),其比输出功率密度达到创纪录的 1780 μW m-2 K-2,是先前报道的 STHTC 最大值的 3 倍。胍离子诱导[Fe(CN)6]4-离子结晶并显着增强热电偶效应。巨大的热电势和拉伸性分别高达 4.4 mV/K 和 540%。即使在-35℃这样低的工作温度下,STHTC仍然表现出良好的热电性能。作为一种可穿戴设备,STHTC 阵列设备已被证明可以通过模拟收集低品位人体热能直接点亮五个绿色 LED。通过将 STHTC 放置在正常工作的中央处理器的表面上,它证明了一种同时进行热管理和发电的可行策略。

图 1 STHTC 的设计和优化。


图2 基于热电偶效应的STHTC机理分析。


图 5 STHTC 的实际应用。


相关论文以题为Stretchable thermogalvanic hydrogel thermocell with record-high specific output power density enabled by ion-induced crystallization发表在《Energy & Environmental Science》上。通讯作者南开大学马儒军教授


参考文献:

doi.org/10.1039/D2EE00738J

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