我国科学家突破柔性热电技术瓶颈 创塑料薄膜热电性能世界纪录

热电材料能将热能与电能相互转换,在清洁能源领域意义重大。利用塞贝克效应和帕尔贴效应,热电材料可在无燃料、无噪音的条件下实现发电与制冷。 聚合物热电材料的商用化长期受阻。传统材料难以同时满足"高电导率"和"低热导率"的要求,导致热电性能远低于无机材料,严重限制了实际应用。 研究团队创新性地构建了"多孔无序-狭道有序"的双重结构。材料整体呈海绵状,布满大小不一的无序孔洞,纳米级孔隙则引导聚合物分子形成高度有序的排列。这种设计使热量难以传递,电子却能畅通无阻,实现了两个指标的统一。 采用聚合物相分离方法制备,该材料兼容喷涂工艺,可一次成型,大幅降低了制备难度和成本。新材料热电优值达到1.64,创下柔性热电材料同温区性能世界纪录。 应用前景广阔。仅5℃至10℃的温差就能产生可观电能,日常生活中的"废热"可被充分利用。在可穿戴领域,晨跑时体温可为智能手表充电;夏季可贴在皮肤上提供清凉效果;还可织入衣物成为"移动电源"。在物联网时代,凭借低成本和柔性特点,该技术能为各类传感器提供持续电能,并可贴附在曲面上,大幅拓展应用场景。 此次突破推动聚合物热电材料进入实用化阶段,深化了科学界对软物质材料热电转换规律的认知,为后续研究指明了方向。

将微小温差转化为可用电能,是提升能源利用效率、拓展绿色供能的重要途径。这款刷新纪录的柔性热电薄膜展示了结构设计如何驱动性能提升,也为实际应用提供了可借鉴的思路。未来需要科研、工程与产业合力推进,让"废热资源"更高效地转化为可持续发展的动能。