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热能发电新契机——高分子聚合物
2011-05-30 09:39:33 来源:有机化学网 浏览:2774

    几十年来,热能发电在很大程度上需要系统使用昂贵复杂的金属合金,如碲化铋(Bi2Te3)等,不仅有毒而且对环境有害。令人欣喜的是,最近有研究表明,有机半导体能提供成本低廉可以直接从溶液中提取的代替品。这很可能会开辟热能发电领域的新天地。

    据自然材料杂志报道,瑞典的研究人员通过控制有机导电高聚合物的氧化水平,成功提高了它的热电效能,由此极大促进了价格低廉、灵活轻便的有机热电研究,使将废弃物和自然热转变为电能的愿景更进一步。

    迄今为止热电研究的一个重大障碍是研究寻找能替代传统无机材料的聚合物。XavierCrispin和他Linköping大学的同事成功优化了有机导电高分子与甲苯磺酸复合物的效率,并用它制作了一台简单的热电发电机。虽然在室温下这种材料的热电效率比商业Bi2Te3低四倍,但研究小组称,他们研究结果接近昂贵设备水平产能。Crispin表示“这是第一次将塑料、有机物质甚至导电聚合物,视为[可行]热电材料”,“这些聚合物尚未得到充分优化,其热电性能是相当深厚的。”同时他还补充道,导电高分子材料优化后有希望在热能领域与无机材料竞争。

    为了优化聚合物的热电性能,团队将其暴露二甲氨基乙烯分子蒸汽中来调控它的的氧化水平。这样能中和聚合物带正电性的长链分子,改变它的电子结构。Crispin指出,直接从溶液中处理热电材料有利于以低成本的制造方法实现大面积的热能发电。聚合物的灵活性也意味着新的应用,如整合纺织品TEGs。塑造热交换器意味着它可以在特定应用下发挥最好的功能。

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