“千疮百孔”能让热能直接变电能

3月6日的清晨,中国科学院化学研究所的朱道本院士和狄重安研究员带着团队,在《科学》期刊上发了一篇重磅文章,他们搞出了一种叫IHP-TEP的柔性热电聚合物薄膜。这块“千疮百孔”的薄片居然能让热能直接变电能,核心的热电优值在343K温度下冲到了1.64,这可是打破了柔性材料的世界纪录。 大家戴的智能手表或者健康监测贴片老是要充电多烦呐,要是能把体温和周围的温差都利用起来发电,不就能实现“永不断电”了吗?热电材料就是能让热能变电能的好东西,特别适合废热回收和固态制冷。传统的无机材料虽然强,但又硬又重还不好大面积加工。狄重安研究员说,理想的材料得像玻璃那样不让声子乱窜(阻止热量传递),又得像晶体那样让电荷跑得飞快——这两样东西老是打架没法管,成了提升性能的最大难题。 这次研究团队搞出了个绝招,他们在聚合物薄膜上挖了好多不规则的多级孔。这些孔洞像在山里修高速路一样,把热量都挡住不让走,电荷却能在分子通道里跑得顺顺当当。这就叫“无序中创造有序”,实现了电和热的协同调控。把孔洞的大小、数量和位置都弄得很精细后,IHP-TEP的热导率降低了72%,载流子迁移率却提高了52%,性能一下子就把无机材料甩出好几条街。这种技术不光能贴在衣服上变成随身电源,未来在物联网传感器上也能用得上。