熱電轉換？有超級冷凝器就夠了！

材料牛注：來自瑞典Link?ping University有機電子實驗室的研究人員研發出了一種可利用太陽能的超級冷凝器。該冷凝器不含稀有或有害的物質，完全可實現工業化生產，該設備已經申請了專利。

在不久的將來，將會出現一種全新的儲能設備，它可以利用熱能，比如：太陽能和工業過程余熱。該設備可以將熱能轉化為電能存儲起來，使用的時候便可以釋放電能。這個結果最近被發表在Energy Environmental Science雜志上。

簡單地說，超級冷凝器就是儲能器：即一種在兩電極之間填充有帶電粒子（離子）的一種電池。電荷緊挨著電極（通常為碳納米管）存儲。制備該裝置時，研究人員利用了一種有趣的物理現象即：如果一個超級電容器暴露在有一定溫度梯度（即一邊熱一邊冷）的環境中，離子會向著冷端移動，這個過程就產生了電流。將這種熱電效應應用于發電時，熱能到電能之間的轉換效率取決于所使用的電解液和環境溫差的大小。

多年來，有機電子實驗室的研究人員一直執著于研究由離子和導電聚合物組成的液態電解質。帶正電荷的離子一般比較小，運動速度快，而帶負電荷的聚合物分子則大且重。當一端電極被加熱，而另一端被冷凍時，小且運動快速的離子就朝向冷端移動，而大而重的聚合物鏈則保持不動。因為這些粒子是離子，而不是電子，所以它們都貼近于金屬電極。這時產生的電荷都儲存在貼近金屬電極的碳納米管內，并且可以根據需要隨時釋放電荷。

博士后趙丹和王慧以及博士生Zia Ullah Khan經過多年堅持不懈的實驗終于找到了合適的聚合物。他們制造的電解質將熱能轉化為電能的能力是普通電解質的100倍。

Crispin教授說：“目前，我們還不知道為什么能達到這個效果。但事實上,相對于目前的超級冷凝器和熱電機，我們的設備的能量存儲和轉換可高達傳統設備的2500倍。”

這種電解液所用的材料都是無害、簡單以及廉價的，并且在室溫下很穩定也很容易操控。例如：離子驅動熱電超級冷凝器就因此有了通過儲存太陽能來發電的可能性。該研究申請了兩項專利，研究人員希望研究成果能開辟一個能夠工業化批量生產的全新的能源存儲方式。

原文參考鏈接：Researchers at the Laboratory for Organic Electronics at Link?ping University, Sweden, have created a supercondenser that can be charged by the sun. It contains no expensive or hazardous materials, has patents pending, and it should be fully possible to manufacture it on an industrial scale

論文地址：http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2016/EE/C6EE00121A

感謝材料人網編輯部丁菲菲提供素材