利用温差发电？新材料提升热电转换性能
记者从中国科学院化学研究所获悉，该所朱道本院士、狄重安研究员联合国内合作者，研制出一种具有不规则多级孔结构的塑料热电薄膜，其核心性能指标创造了柔性热电材料的同温区性能纪录，为可穿戴发电设备、贴附式制冷器件、物联网传感器等技术提供了材料支撑。
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热电材料能够实现热能和电能之间的转换：当材料两端存在温差时，热能可直接转化为电能；通电后，材料则会出现一端变热、另一端变冷的现象。这一特性使热电材料在废热回收、固态制冷等领域具有广阔应用前景。
与传统的无机热电材料相比，聚合物热电材料具有质轻、柔性好、制备成本低等优势。但长期以来，聚合物热电材料的核心性能指标一直相对落后，成为制约其走向实用化的关键瓶颈。
针对热电材料难以同时实现高效传输电流与有效阻隔热量的难题，科研团队创新性提出在无序中创造有序的协同调控理念。团队研制出新型塑料热电薄膜，其内部布满尺寸各异、形状不一、分布无序的纳米至微米级孔洞，可大幅抑制热传导。同时，纳米级的孔隙又能促使聚合物分子有序排列，显著提升电荷输运性能。
塑料热电薄膜结构的设计思想与表征结果。（中国科学院化学研究所供图）
研究人员介绍，这一设计就像在崎岖山地中修建高速公路，无序孔洞迫使热量“翻山越岭”，有序分子通道则保障电子“高速通行”。
据悉，相关成果于北京时间3月6日发表在国际学术期刊《科学》。（记者刘祯、胡喆）
【责任编辑:刘子丫】
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