UNIST与国民大学开发出自我修复超高效热电材料
一种能够自我修复损伤并在拉伸过程中保持超高效热电性能的材料已经被开发出来。由于只需依靠人体的“热量”即可充电，无需担心电池问题，有望应用于可穿戴技术（Wearable technology）的商业化。
蔚山科学技术院（UNIST）能源化学工程系的Jang Seongyeon教授团队与国民大学应用化学部的Jeon Juwon教授团队合作，开发出一种具备对机械、电气错误和问题进行自我修复能力的“高性能离子型高分子热电材料”。
研究团队在材料中应用了“自我修复型热电材料”，该材料利用热电材料分子间强大的引力，即便被撕裂或切断也能修复，并保持其机械性质和电学性能。
同时，研究团队还对以往研究中尚未充分探讨的、决定离子型热电材料热电性能的各项变量进行了精密分析和优化。在此基础上，开发出兼具超高效热电转换性能、优异机械性质和自我修复能力的材料。
目前大多数电子设备采用应用了液体电解质的锂离子电池，这类含有液体的电池由于漏液等问题限制了设备设计，并且依赖外部电源充电，其局限性十分明显。
相比之下，离子型高分子热电材料凭借材料本身的柔性以及利用周围热能实现自发发电的特性，被寄予作为下一代独立电源的厚望。
然而，与现有锂离子电池相比，热电材料对热能的转换性能偏低，要实现商业化仍需大量改进。此外，目前针对性能提升的系统性科学分析也相对不足。
研究团队首次在全球范围内从热力学角度分析了材料内部的离子热电效应，并对热能转换性能进行了优化。通过这一方法开发出的材料，其离子热电性能指数达到12.3，比此前的最高纪录提升了70%以上。
该材料在具备自我修复能力的同时，物理性质也十分优异，可被拉伸至原长度的10倍以上，并在超过50次的耐久性反复实验中，仍能在无性能损失的情况下保持机械和电学特性。
论文第一作者、能源化学工程系研究员Kim Donghu表示：“我们最大化了材料内部热扩散离子所携带的能量变化，从而刷新了最高性能纪录。由于其自我修复性和优异的伸缩性，未来有望应用于可穿戴电子设备的自发发电。”
研究团队利用所开发的材料制造了离子热电超级电容器（蓄电器）器件，并通过将多个器件串联连接，制作出了放大输出功率的模块。
制成的模块展现出较高的电压输出（0.37V/K），证明所开发的热电材料能够产生足以驱动现实生活中多种电子设备所需的电压。
能源化学工程系教授Jang Seongyeon表示：“本次研究从兼顾机械和电学特性的材料设计，到通过模块实现商业化验证，提出了所有必要的完整流程。未来这将成为众多开发离子型热电材料研究者的重要指南。”
该研究于6月5日发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。研究工作在科学技术信息通信部和韩国研究财团（National Research Foundation, NRF）的资助下完成。
版权所有 © 阿视亚经济 (www.asiae.co.kr)。 未经许可不得转载。
