我國(guó)科學(xué)家研制出高性能塑料基熱電材料

新華網(wǎng) 2024-07-25 22:00:18

新華社北京7月25日電 記者從中國(guó)科學(xué)院獲悉,我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)成功研制出一種高性能塑料基熱電材料,該材料質(zhì)地輕軟,還能利用溫差發(fā)電,在可穿戴能源器件等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。

該研究由中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所團(tuán)隊(duì)、北京航空航天大學(xué)團(tuán)隊(duì)與合作者共同完成,相關(guān)成果24日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。

團(tuán)隊(duì)研發(fā)的高性能塑料基熱電材料結(jié)構(gòu)示意圖。(中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所供圖)

“很多導(dǎo)電聚合物可以作為熱電材料,當(dāng)對(duì)這種材料施加溫度差時(shí),材料兩端會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì);當(dāng)在這種材料兩端構(gòu)建導(dǎo)電回路并施加電壓時(shí),材料兩端也會(huì)產(chǎn)生溫度差。”文章通訊作者、中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所研究員狄重介紹。

“基于這些現(xiàn)象,人們就可以利用輕質(zhì)、柔軟的塑料來(lái)實(shí)現(xiàn)溫差發(fā)電,研發(fā)貼附式和可穿戴的能源器件,以及可以控制溫度的服裝。”狄重說(shuō),這些功能的實(shí)現(xiàn)都需要研發(fā)出高性能的聚合物熱電材料。而現(xiàn)有聚合物的核心性能指標(biāo)熱電優(yōu)值一直停留在0.5附近,無(wú)法滿(mǎn)足這些應(yīng)用需求。

此項(xiàng)研究中,團(tuán)隊(duì)提出并構(gòu)建了聚合物多周期異質(zhì)結(jié)(PMHJ)熱電材料。測(cè)試結(jié)果顯示,該材料在特定溫度條件下的熱電優(yōu)值達(dá)到1.28,超過(guò)商品化材料在同等溫區(qū)的性能水平。同時(shí),團(tuán)隊(duì)利用溶液法技術(shù)實(shí)現(xiàn)了PMHJ薄膜的大面積制備。

業(yè)內(nèi)專(zhuān)家認(rèn)為,PMHJ材料的優(yōu)良性能使其在柔性供能器件研發(fā)方面具有重要應(yīng)用潛力。同時(shí),PMHJ材料的成功研制也為塑料基熱電材料性能的持續(xù)突破提供了新路徑。

(原標(biāo)題:我國(guó)科學(xué)家研制出高性能塑料基熱電材料)

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