高混杂熵液流热电池

热电势提升13倍

利用溶液混合过程诱导的溶剂化结构熵变，同时增强热电化学效应与离子传质，突破传统热电池的动力学限制。

陈鸿伟 · Haoyu, Zou · Zhong, Fanghao · Ming, Qu · Shuqi, Zhao · Xiang, Wei · 洪迪昆 · 宋杨凡 · Zhuo, Liu

Nano Energy 2024

具体参数

离子热电势

{'zh': '−21.5', 'en': '−21.5'} mV K⁻¹

归一化最大功率密度

{'zh': '16.5', 'en': '16.5'} mW m⁻² K⁻²

热电势提升倍数

{'zh': '13', 'en': '13'}

技术优势

热电势提升13倍

通过流动混合诱导溶剂化结构熵变，使离子热电势达到 −21.5 mV K⁻¹，比传统静态热电池提升一个数量级。

功率密度刷新纪录

归一化最大功率密度达 16.5 mW m⁻² K⁻²，为目前液态热电池最高值，远超此前报道。

成本效益显著

采用常规氧化还原电解质与微流道设计，无需贵金属或复杂工艺，有望实现高效热电转换的规模化应用。

应用场景

• 低品位废热回收：可将工业余热、地热等低品位热能直接转化为电能，替代传统温差发电器件。
• 热电能量转换：利用液流体系强化热电化学效应，提高热-电转换效率，适用于分布式发电。
• 微型能量采集：微型化微流道设计可集成到芯片或传感器节点，从环境温差中采集能量自供电。