我国科学家研制出高性能塑料基热电材料

从中国科学院获悉,我国科研团队成功研制出一种高性能塑料基热电材料,该材料质地轻软,还能利用温差发电,在可穿戴能源器件等领域具有重要应用前景。

该研究由中国科学院化学研究所团队、北京航空航天大学团队与合作者共同完成,相关成果24日在国际学术期刊《自然》发表。

“很多导电聚合物可以作为热电材料,当对这种材料施加温度差时,材料两端会产生电动势;当在这种材料两端构建导电回路并施加电压时,材料两端也会产生温度差。”文章通讯作者、中国科学院化学研究所研究员狄重安介绍。

“基于这些现象,人们就可以利用轻质、柔软的塑料来实现温差发电,研发贴附式和可穿戴的能源器件,以及可以控制温度的服装。”狄重安说,这些功能的实现都需要研发出高性能的聚合物热电材料。而现有聚合物的核心性能指标热电优值一直停留在0.5附近,无法满足这些应用需求。

此项研究中,团队提出并构建了聚合物多周期异质结(PMHJ)热电材料。测试结果显示,该材料在特定温度条件下的热电优值达到1.28,超过商品化材料在同等温区的性能水平。同时,团队利用溶液法技术实现了PMHJ薄膜的大面积制备。

业内专家认为,PMHJ材料的优良性能使其在柔性供能器件研发方面具有重要应用潜力。同时,PMHJ材料的成功研制也为塑料基热电材料性能的持续突破提供了新路径。


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