利用溫差發(fā)電？新材料提升熱電轉換性能
2026-03-10 12:16:51
來源：鳳凰網
記者從中國科學院化學研究所獲悉，該所朱道本院士、狄重安研究員聯合國內合作者，研制出一種具有不規(guī)則多級孔結構的塑料熱電薄膜，其核心性能指標創(chuàng)造了柔性熱電材料的同溫區(qū)性能紀錄，為可穿戴發(fā)電設備、貼附式制冷器件、物聯網傳感器等技術提供了材料支撐。
熱電材料能夠實現熱能和電能之間的轉換：當材料兩端存在溫差時，熱能可直接轉化為電能；通電后，材料則會出現一端變熱、另一端變冷的現象。這一特性使熱電材料在廢熱回收、固態(tài)制冷等領域具有廣闊應用前景。
與傳統(tǒng)的無機熱電材料相比，聚合物熱電材料具有質輕、柔性好、制備成本低等優(yōu)勢。但長期以來，聚合物熱電材料的核心性能指標一直相對落后，成為制約其走向實用化的關鍵瓶頸。
針對熱電材料難以同時實現高效傳輸電流與有效阻隔熱量的難題，科研團隊創(chuàng)新性提出在無序中創(chuàng)造有序的協同調控理念。團隊研制出新型塑料熱電薄膜，其內部布滿尺寸各異、形狀不一、分布無序的納米至微米級孔洞，可大幅抑制熱傳導。同時，納米級的孔隙又能促使聚合物分子有序排列，顯著提升電荷輸運性能。
塑料熱電薄膜結構的設計思想與表征結果。（中國科學院化學研究所供圖）
研究人員介紹，這一設計就像在崎嶇山地中修建高速公路，無序孔洞迫使熱量“翻山越嶺”，有序分子通道則保障電子“高速通行”。
據悉，相關成果于北京時間3月6日發(fā)表在國際學術期刊《科學》。（記者劉禎、胡喆）
