【前沿技术】直接热充电电池

香港大学的研究人员研发出一种直接热充电电池,可在40℃~90℃间将热量转化为电能,用于能量回收。

低品位能源的回收在无人传感器、智能可穿戴设备等领域有重要应用。目前的热量回收系统一般效率低或结构复杂。研究人员设计了直接热充电电池,尺寸1.5 cm2,厚1~1.5mm,能回收低品位能源发电。电池使用氧化石墨烯/铂纳米颗粒正极、还原态聚苯胺(PANI)负极、FeCl2/FeCl3电解液,正负极间由亲水聚丙烯分隔。热电转换为三个阶段:①热充电。开路条件下升温时,利用氧化石墨烯温度诱导的赝电容效应和Fe2+/Fe3+的协同热电效应进行充电;②放电。温度恒定时,聚苯胺负极被氧化,正极处的Fe3+被还原,从而连续放电;③自再生。冷却至室温时,氧化的聚苯胺负极与Fe2+反应,再生还原态聚苯胺负极和Fe3+,使电池能够可逆循环。这种电池的塞贝克系数为5.0mV/K,70℃时的热电转换效率为2.8%。
这种电池能实现较高效的低品位热量回收,同时可弯曲,成本较低,有望用于物联网传感器、电子器件、可穿戴设备等的热量回收发电。

(蓝海星)

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