热电材料能发电的衣服变成了随身携带的电源

3月6日这天,中国科学院化学研究所的朱道本院士和狄重安研究员带领团队搞出了大动作,把这种能发电的衣服变成了随身携带的电源。这个新发明发表在了《科学》杂志上。他们想通了个理儿,就是在无序里把有序给弄出来。这么一来,他们就做出了一种看起来破破烂烂的新东西,叫IHP-TEP。这个材料在343K温度下测出来的热电优值zT能到1.64,打破了世界纪录。现在谁的手上没个智能手表或者监测健康的贴片啊?但这玩意儿最大的麻烦就是得频繁充电。要是能把人体的热量和环境温差给利用起来发电,那以后电子设备就再也不用愁没电了。 热电材料就是干这事儿的材料。它们能把热能直接变成电能,不光能给可穿戴设备用,在废热回收、制冷这些地方也都能用得上。这是个大难题也是个颠覆性的方向。有机材料本身就很软、还能溶于水大面积加工,特别适合贴在人身上转废热为电能。不过一直以来,有机材料的性能就是比不过无机材料。主要原因在于各方面性能互相制约,调好了这个另一个就不行了。狄重安研究员说,好的热电材料得像声子玻璃一样阻止热传递,同时像电子晶体那样让电荷跑通畅。这就好比在崎岖的山地上修路,还得让热走不了路、电跑得快。 这次研究团队搞出了一种不规则的多孔结构薄膜IHP-TEP。你看那张微观图片就能发现材料里全是乱七八糟的小孔洞。这些孔洞就像一道道坎儿,逼着热量“翻山越岭”,而电荷却能顺着排列整齐的分子通道一路狂奔。它们各干各的活不打架。这就把电和热的运输给分开了,还提升了性能。团队还能把这些孔的大小、数量和位置调得特别精细。这么一搞,材料的热导率降低了72%,载流子迁移率最高能提升52%。这下可好了!既软又轻又能发电的灵活材料在同温区里创下了新高。