一种同时具备高伸缩性和高性能的可穿戴热电器件已被开发出来。热电器件可以将热能转换为电能，利用本应被浪费的废热，因此作为一种环保、可持续的能源平台而备受关注。本次开发的技术是一种利用体温的可穿戴器件，被认为有望作为实现下一代能源供给平台的核心技术。
KAIST生命化学工程系Moon Hongcheol教授团队与浦项工科大学（POSTECH）化学工程系Park Taeho教授团队于14日表示，他们通过调控热力学平衡，实现了突破既有N型热电伽伐尼器件性能极限的技术。
热电伽伐尼器件可根据电子流动方向分为“N型”和“P型”。表示负极（negative）的N型，是指电子从低温端流向高温端；表示正极（positive）的P型，则是指电子从高温端流向低温端。
要最大化热电器件的性能，N型与P型器件的集成必不可少。但由于此前的研究主要集中在P型热电器件上，N型热电器件的研究相对不足。
即便已有的N型热电器件，与P型相比性能依然偏低，在构建集成器件时难以实现平衡，从而成为性能极大化的障碍。
为解决这一问题，联合研究团队开发出一种可自我调节酸度（pH）的凝胶材料，实现了一种以离子为主要电荷载体的离子型热电器件——热电伽伐尼器件。
此外，研究团队利用所开发的凝胶材料，有效调控了对苯二酚（用于将热能转换为电能的电化学反应物）氧化还原（redox）反应的热力学平衡，并由此成功获得了高性能N型热电器件的特性。
尤其是本次开发的凝胶材料基于可逆交联键设计，具有高达1700%的优异伸缩性，并能在室温下于20分钟内实现99%以上的自我修复性能。
联合研究团队强调，基于这一凝胶材料的N型离子型热电器件，在实现4.29 mV K-1高热电势（thermopower）的同时，还表现出1.05%的卡诺相对效率（Carnot relative efficiency，即相对于理想卡诺热机效率而言，热电伽伐尼器件的实际热能转换效率）。
最终，贴附在手腕上的器件成功利用人体维持的体温与周围环境温度之间的差异，高效地产生了电能。
Moon Hongcheol教授表示：“本研究的意义在于，我们开发出了能够克服既有N型离子型热电系统局限性的技术。这将加速基于体温的电源系统实用化进程，并有望成为驱动可穿戴器件的关键要素技术。”
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