提高热电化学电池效率

导读 人体发电可能根本不是超能力;相反,这似乎是司空见惯的现象。POSTECH(浦项科技大学)团队最近进行的研究着眼于提高能够利用人体自然温度发电...

人体发电可能根本不是超能力;相反,这似乎是司空见惯的现象。POSTECH(浦项科技大学)团队最近进行的研究着眼于提高能够利用人体自然温度发电的热电化学电池的效率。

他们的研究围绕提高热电化学电池的效率展开,该电池可以将浪费的热能或体温转化为电能。研究成果发表在《先进功能材料》上。

当家庭或工业环境中的电力未使用时,它会以热能的形式消散。热能收集的概念已经出现,作为一种解决方案,通过利用废热和人体热量中的电力来抵消能源枯竭和应对气候危机。然而,这些以电化学方式将热能转化为电能的电池由于能量转换效率低且依赖铂等贵金属催化剂而面临重大挑战,阻碍了其商业可行性。

为了克服这一限制,研究小组采用了铁基催化剂和高氯酸(CIO4-)阴离子。

本质上,增加电池电解质内的离液性通常会导致更高的电压和更大的电流,从而提高电池的效率。高氯酸的引入有助于增强含有铁离子氧化还原对(Fe2+/Fe3+)的电解质的离液性,从而提高电池的整体效率。

此外,该团队还在热电化学电池中引入了由铁、氮和碳组成的催化剂(Fe-NC)。这种催化剂经常用于氢汽车燃料电池,作为昂贵的铂催化剂的替代品,首次代表了在热电化学电池中的应用。在测试中,这些电池的能量转换效率是传统电池的两倍以上,同时生产成本降低了3,000倍。

该研究由材料科学与工程系和黑色金属与生态材料技术研究生院的Yong-TaeKim教授以及材料系的Sang-MunJung博士和硕士生Seung-YeonKang领导。浦项科技大学的科学与工程与弘益大学材料科学与工程系的DongwookLee教授合作。

Yong-TaeKim教授评论道:“通过我们对热电化学电池催化这一相对未知的领域的探索,我们成功地提高了系统内的效率和成本效益。我们预计它会在旨在产生能量的能量收集应用中得到广泛采用来自废热。”