近室温离子热电转换器件

热电装置的电极片由离子水凝胶组成，夹在电极之间形成，电极上的普鲁士蓝发生氧化还原反应，提高离子热电发生器的能量密度和功率密度。

关于该主题的新研究 出现 能源材料进展。

广东省科学院化工研究所曾伟教授表示，研究团队一开始主要基于热扩散效应进行研究，并发表了一系列研究成果。 尽管如此，他们的结果始终没有达到预期的效果，实际应用前景并不乐观。

后来，他们尝试在热电流效应的基础上进行进一步的增强； 也就是说，结合电极的氧化还原反应。 其原因在于，热电流效应是在电解质中发生氧化还原，因此电子的得失主要发生在溶液中，电解质中的电子迁移到电极不仅比较困难，而且还需要行进一段距离，这将导致转换效率降低和电子的无效损失。

如果氧化还原可以直接在电极处实现，也就是说，如果让离子到达电极，然后以热诱导的方式进行氧化还原反应，而不是由电流驱动，那么电子移动的距离可以很远大大降低了热电转换效率，并显着增加了热电装置对外供电的时间。

“在这项工作中，瞬时功率密度达到了3.7 mW/m2K2。此外，在10 K的温度梯度下，2小时的输出能量密度为194 J/m2，卡诺相对效率在10 K的温度下高达0.12%。热端温度 (TH) 为 30°C，冷端温度 (TC) 为 20°C，”Zeng 说道。

因此，在应用方面，该设备已经能够为可穿戴电子设备和传感器等电子设备持续供电。 此外，团队还希望进一步拓宽该装置的应用领域，例如将该装置用于太阳能光热发电系统、建筑墙外热回收等； 具体来说，阳光照射到太阳能电池板的温度通常在60到80摄氏度之间，与真实环境温度有几十摄氏度的差异。

如果将目前开发的热电装置安装在太阳能电池板的背面，则可以进一步将浪费的热能转化为电能，从而提高太阳能输出的效率。 利用建筑物墙外的热回收装置，可以实现为建筑物本身供电的目的。

同时，团队还计划通过提高电极的比电容、增加比表面积来更好地提高电极的容量比。 此外，他们还将继续优化水凝胶本身的结构设计，拓宽材料的选择。

其他贡献者包括广东工业大学的 Xia Yang、Dongyu Zhu； 王飞、吴晨、贾建超，广东省科学院化学工程研究所； 刘进，香港科技大学机械与航空航天工程系。