学者研发新型热电池系统，显著提升热能转换效率与储存能力

近日，广东省科学院化工研究所的研究员曾炜及团队成员，以及广东工业大学教授余林及其团队合作设计了一种全新的热电系统。该系统巧妙地结合了质子Soret效应和质子耦合电子转移（PCET）反应，使得其在处理热能转换和电能储存方面表现出色。相关的研究成果已在《德国应用化学》杂志上发表，由王阳担任第一作者，而曾炜、戴永强和余林则作为共同通讯作者。

研究人员利用具有高扩散系数的水凝胶内离子的特性，将水凝胶中的Soret效应与苯醌（BQ）和氢醌（H2Q）的PCET相结合，从而有效提高了热电转换性能。这一创新设计实现了更高的热功率（25.9 mV K-1）、功率因子（5 mW m-1 K-2）、离子热电优值（> 2.4），并且具备连续性的功率输出。此外，该体系还能够通过苯醌与氢醌之间氧化还原过程来实现电能的储存功能。在消除温度梯度后，通过调节PCET试剂浓度和温度，可以维持超过3小时的14 mW/m²稳定功率输出。

更为重要的是，这种体系不仅展现出了卓越的热电转换性能，还借助于PCET反应实现了一种持续输出模式，即离子导体型热电材料的一体化功能。这一突破将离子导体型熱電轉換材料領域推進到一個全新的高度，为解决可穿戴传感器以及远离主动供電网路物联网设备提供了一定的技术支持。

本次研究得到了国家自然科学基金面上项目、广东省科学院建设国内一流研究机构行动专项资金以及广东省基础与应用基础项目等资助支持。相关论文信息详见：https://doi.org/10.1002/anie.202307947