主要观点总结
本文介绍了一种新型的超强柔性热电盔甲(FTGA),由香港理工大学王钻开教授团队和浙江大学张超研究员联合研发。该器件能够高效地将热能转化为电能,并突破商业化应用的效率阈值,达到超过8%的相对卡诺效率。这项成果对于全球能源紧缺和实现“双碳”目标具有重要意义。
关键观点总结
关键观点1: 研究背景
当前全球能源紧缺,探索高效且可持续的废热利用技术成为实现节能减排和碳中和的重要研究领域。
关键观点2: 技术概述
离子热化学电池(TGCs)可以持续将热能转化为电能,具有广阔的应用前景。但传统的液态TGCs存在电解质泄露的风险,而准固态TGCs的热电转化效率较低且机械性能较弱。
关键观点3: 创新点
王钻开教授团队通过分子工程和结构设计的协同作用,创造性地设计了超强且柔性的热电盔甲(FTGA),实现了超8%的相对卡诺效率。
关键观点4: 技术优势分析
FTGA通过结构设计提高器件的热电性能和机械强度。其机械性能优异,表现出高达900%的拉伸性、11 MPa的断裂强度和70.65 MJ m-3的韧性。此外,FTGA还具备出色的稳定性,能够在复杂环境下保持性能稳定。
关键观点5: 应用领域
FTGA可直接用于收集转化人体热能或其他低品位废热能为可穿戴电子设备供电,具有广泛的应用前景。
文章预览
在当前全球能源紧缺和实现“双碳”目标的背景下,如何高效利用能源成为了一个亟待解决的问题。据统计,全球约60%的能源以废热形式流失,这不仅是资源的浪费,也对环境造成了负担。探索高效且可持续的废热利用技术已成为全球实现节能减排和碳中和的重要研究领域。新兴的 离子热化学电池 (Thermocells, TGCs),可以持续将热能转化为电能,因其巨大的热电势(>1 mV K -1 )、安全稳定、低成本以及可规模化等优势,已广泛用于低品位废热(如人体热能)的收集转换,并为可穿戴电子设备供电。然而,传统的液态TGCs在实际使用时需要封装,存在电解质泄露的风险。准固态TGCs利用具有本征柔性和可拉伸性的水凝胶材料为基体,可将液态电解质限域在其三维凝胶网络中,可以克服电解质泄露的问题。然而,当前准固态TGCs的热电转化效率均较低,且
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