南科大研发出可发电“果冻”

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南科大研发出可发电“果冻”

以离子为能量载体的新型室温热电材料,为物联网体系中传感器及电子设备实现所需电能自供给提供了一种选择。(南科大供图,根据论文内容制作) 南科大 摄

中新网深圳5月1日电 (郑小红 庞翠琼)果冻是小朋友们喜爱吃的甜点,但南方科技大学(简称:南科大)材料科学与工程系副教授刘玮书课题组研究人员,运用最新原创性研究,做出了一个可以发电的“果冻”—以离子为能量载体的新型室温热电材料,这将为物联网体系中传感器及电子设备实现所需电能自供给提供了一种选择。

南科大方面5月1日介绍说,该研究成果近日发表在顶级期刊《科学》上。

“果冻”主要物质是从动物骨头中提取出来的高分子物质明胶,不仅可以作为餐桌上的美食,也是重要的工业原料。刘玮书课题组在“果冻”中找到灵感,研发出了以离子为能量载体的新型室温热电材料,通过离子的扩散熵与氧化还原电对反应熵的协同效应,在准固态离子凝胶中实现了高达17mV/K的巨热电势效应。

据介绍,热电转换材料可以实现热能与电能之间的直接相互转换,可为物联网体系中的小型传感器或电子设备提供可持续工作的电能。目前,基于传统电子型的热电转换材料(e-TE)在室温环境下捕获的能量可以达到毫瓦级的输出功率,但是受半导体电声输运行为的限制,优化的热电势约在200μV/K左右。

研究人员对准固态离子型热电转换器件提出了一种新的准连续热充电/放电工作模式,可以使器件循环运行100圈,实现5小时的工作时长。该工作以离子为能量载体实现热到电的转换,为物联网体系中传感器及电子设备实现所需电能自供给提供了一种选择。

该工作理论方面的突破得到了美国国家工程院院士、麻省理工学院教授陈刚课题组的重要支持,也得到SUSTech-MIT机械工程教育与研究中心,广创团队项目和腾讯公益基金会“科学探索奖”项目的支持。(完)

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