坚固,高效和可回收的热电池与Zwitterion增强的凝电解质,用于能源自主和可穿戴感应
Xin Lu1, Ziwei Mo1, Zhaopeng Liu1
1Guangdong Provincial Key Laboratory of New Energy Materials Service Safety, College of Materials Science and Engineering, Shenzhen University, Shenzhen, 518055, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|April 29, 2024
概括
贝他因zwitterions通过提高机械强度和功率输出来增强可穿戴电子产品的柔性热电池 (TEC). 这些自我修复的TEC可提供可靠的能源发电和温度监测.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 可穿戴电子产品的电子产品
背景情况:
- 灵活的准固态热电池 (TEC) 对可穿戴电子产品至关重要,但其机械强度较差,输出功率较低.
- 提高机械完整性和热电化学性能对于实际应用至关重要.
研究的目的:
- 为了协同改进[Fe(CN) 6-3/4-基TEC的机械和热电化学性能.
- 调查贝他因zwitterions在增强TEC性能和实现自我愈合能力的作用.
主要方法:
- 在凝水凝电解质中加入贝他因zwitterions以利用霍夫迈斯特效应和非共价相互作用.
- 机械性能 (强度,伸展性) 和热电化学性能 (Seebeck系数,功率密度) 的表征.
- 使用增强的TEC,制造和测试一种自我愈合,能源自主智能手套.
主要成果:
- 水凝电解质的机械强度从50到440kPa大幅提高,伸展能力达到250%.
- 热电化学Seebeck系数从1.47增加到2.2mV/K,这是由于[Fe(CN) 6]3-离子的溶解结构变化造成的.
- 实现了0.48mW/m2K2的正常输出功率密度,比传统的TEC显著提高.
- 证明了TECs的热可逆自恢复和回收能力.
结论:
- 在灵活的TEC中,贝他因zwitterions有效地提高了机械强度和热电化学效率.
- 开发的TEC具有自我愈合特性,确保可靠的性能和延长设备寿命的潜力.
- 智能手套应用程序突出了这些先进的TEC在能源自主可穿戴传感器的潜力.
