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哈工大(深圳)《Nat Commun》:低成本大规模生产3D弹性热电网络,用于人体集热


1成果简介 


柔性热电发电机可以通过收集人体热量为可穿戴电子设备供电。然而,现有的热电材料很少同时实现高柔性和输出性能。本文,哈尔滨工业大学(深圳)张倩 教授、曹峰 副教授、刘志国 教授等在《Nat Commun》期刊发表名为“Scalable-produced 3D elastic thermoelectric network for body heat harvesting”的论文,研究提出了一种简便、经济高效且可扩展的两步浸渍方法,用于制造具有出色弹性和卓越热电性能的三维热电网络。网状结构赋予这种材料超轻的重量(0.28 g cm−3 )、超低的热导率(0.04 W m−1 K−1 )、适度的柔软度(0.03 MPa)和高伸长率(>100%)。获得的基于网络的柔性热电发电机实现了4μW cm-2 的相当高的输出功率甚至可以与最先进的基于体的柔性热电发电机相媲美。


2图文导读  


图1:Ag2Se网络的制作工艺和照片。


图2:Ag2Se网络的机械性能和热电性能。


图3:基于Ag2Se网络的FTEG的输出性能


图4、Ag2Se网络应用于夹克织物


3小结 


综上所述,本文报告了一种简便、经济、可扩展的两步浸渍法来合成三维Ag2Se网络。受益于可变形和低热导率的网络结构,所提出的热电网络不仅可以表现出足够的弹性(伸长率>100%),而且还可以实现与传统的柔性基体FTEGs相当的输出功率。与传统的热电材料或器件的制备过程不同,我们的制造技术几乎不依赖于复杂的设备,这使得Ag2Se网络可以以低成本大规模生产,并加工成特殊的形状以匹配各种加热器表面。为了验证身体热量收集的实际效果,我们制作了一个充满热电网络的外套。它在日常穿戴中可以产生毫瓦级的功率,涵盖了可穿戴设备中大多数集成电路和传感器的消耗。高输出性能、可扩展技术以及在可穿戴性方面的明显优势使Ag2Se网络的应用前景广阔。


文献:

https://doi.org/10.1038/s41467-023-38852-4

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北化工《CARBOHYD POLYM》:亲水壳聚糖/石墨烯复合海绵,用于快速止血和无再出血去除
北京大学《Nat Commun》:少量添加碳纳米管制备强韧芳纶纤维

来源:文章来自Nat Commun网站,由材料分析与应用整理编辑。


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