高熵凝胶热电池

离子热电性能大幅提升

通过多离子耦合策略，离子热电输出达到实用化高水平。

Lijuan, Yang · Jiawei, Chen · Han, Chenggong · Zhu, Yongbin · Chunxia, Xie · 刘振邦 · 王昊宇 · 包宇 · 韩冬雪 · Niu, Li

Energy and Environmental Sciences 2025

参数信息

离子热电势

31 mV K⁻¹

归一化最大输出功率密度

11.4 mW m⁻² K⁻²

1小时连续放电能量密度

4.3 J m⁻² K⁻²

器件最大输出功率密度

2.0 mW m⁻² K⁻²

技术优势

多离子耦合提熵变

通过引入多种阴离子，提高氧化还原反应的熵变，从而增大离子热电势。

功率密度上量级

归一化最大输出功率密度达到11.4 mW m⁻² K⁻²，较常规凝胶热电池有数量级提升。

持续放电能量足

1小时连续放电能量密度达4.3 J m⁻² K⁻²，满足自供电传感的持续供能需求。

应用场景

• 自供电传感器：室温下即可将温差转化为电能，驱动传感器工作，无需外接电源。
• 能量收集：利用低品位废热发电，实现环境热能的高效收集。
• 可穿戴电子：凝胶柔性可贴合皮肤，将体热转化为电能，为可穿戴设备供电。