离子热电材料因其热电动势比电子热电材料高出2-3个数量级,或可用于热能高效收集。然而离子无法通过电极传输到外部电路,并且无法在稳定温度梯度下用于热能收集,因此这些材料无法直接应用于传统热电发电机(TEGs)。
新加坡国立大学的Hanlin Cheng和欧阳建勇等研究者报道了一种混合离子/电子热电发电机(MTEG),能够在温度波动和稳定温度梯度下持续发电。
该发电机由一层掺入还原氧化石墨烯(rGO)的离子凝胶组成,其中离子液体作为离子导体,rGO作为电子导体。
在稳定温度梯度下,MTEG能够向外部负载提供恒定的输出电压,其性能与传统TEGs相似,尤其是在外部电阻较高时。该装置的热电动势可超过7.0 mV K⁻¹,比最佳电子热电材料的塞贝克系数高出1-2个数量级。研究表明其高性能归因于rGO片间的空穴隧穿效应以及由于离子索累特效应而导致的高热电动势。
来源:Adv. Energy Mater.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202404522