于组合低温热能转换和收集的超吸收水凝胶的热电偶和热电容行为

社会产生的能量中约有三分之二以废热形式流失。热原电池可以连续不断地将热能直接转化为电能。相反，热电容器可以将热能转换和存储为热电容。最近，伦敦国王学院科研团队报告了两种通过容器模板合成设计的超吸收性整体聚合物水凝胶基质，它们作为软基质材料用于极高浓度的氧化还原活性离子，即 [Fe(CN)6]3–/4– 和 Fe2+/3+。

发现这些高度带电的超吸收性水凝胶可以改善承载氧化还原对的电催化和欧姆电阻，防止电解质泄漏，并能够进行热电转换和热电容存储。未优化的最大热电偶功率密度在约 20 处观察到。95 mW m-2（ΔT 为 20 K），与其他报道的凝胶系统相当。优化的热电容密度约。达到了 220 F cm-2，比之前报道的最高值高 15 倍。因此，这些新型系统为低品位废热能的收集和储存提供了新的可能性。

图 1. (a) 聚（丙烯酸钾）（PAC）和（b）聚（[2-（甲基丙烯酰氧基）乙基]三甲基氯化铵）（METAC）的合成程序和反应条件示意图。

图 2. 热电和热电容实验装置示意图。

图 3. (a) (i) 干燥聚合物凝胶和 (ii) 用 0.4 M [Fe(CN)6]3-/4- 电解质溶胀的示意图；

相关论文以题为Thermogalvanic and Thermocapacitive Behavior of Superabsorbent Hydrogels for Combined Low-Temperature Thermal Energy Conversion and Harvesting发表在《ACS Applied Energy Materials》上。通讯作者是伦敦国王学院Leigh Aldous教授。

参考文献：

doi.org/10.1021/acsaem.1c02060