《自然》子刊：韩国开发出柔性热电装置，人体也可发电

热电装置是一种利用材料两端温差产生的电压的能量转换装置;它能够将热能，如工业场所的废热，转化为日常生活中使用的电能。

目前的热电装置是刚性的，由坚硬的金属电极和半导体组成，因此无法从不平整的表面完全吸收热源。

一项发表于《自然通讯》(Nature Communications)的研究成果显示，韩国研究人员通过最大化灵活性和传热效率开发出了具有高发电性能的柔性热电装置。研究小组提出了大规模生产计划。

现有用于柔性热电器件研究的衬底由于导热系数很低，其热能传递效率很低。由于缺乏弹性，当与热源接触时，会形成一层隔热层，因此吸热效率也很低。

为了解决这一问题，基于有机材料的高柔性热电器件已经在开发中，但由于其性能明显低于现有的无机材料基刚性热电器件，在可穿戴设备上的应用并不容易。

该研究团队通过将一个基于无机材料的高性能热电器件连接到由银纳米线组成的可拉伸基板上，提高了柔性，同时降低了热电器件的电阻。开发的热电装置表现出极佳的灵活性，即使在弯曲或拉伸时也能稳定运行。

此外，在可拉伸衬底内插入导热系数高的金属颗粒，可使传热能力提高800% (1.4 W/mK)，发电量提高3倍以上。(当所研制的热电装置两端的温差大于或等于40k时，可产生7 mW/cm2的电力。当附着在人体皮肤上时，仅靠体温就能产生7μW/cm2的电流。)。

同时，研究人员自动化了整个复杂的过程，从软平台过程到热电装置的开发，从而实现了该装置的大规模生产。

研究人员称，未来“将开发一种柔性热电平台，只需要体温就可以为可穿戴设备供电......研究成果意义重大，因为在这项研究中开发的功能复合材料、热电设备平台和高产量自动化工艺，将有助于未来无电池可穿戴设备的商业化。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-020-19756-z