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瑞典研究人员研制导电聚合物为热电材料拓展空间 |
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| http://cn.newmaker.com
5/15/2011 5:08:00 PM
《塑料橡胶周刊》
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英国伦敦消息（2011年5月10日）几十年来，热电（直接利用热量发电）装置主要局限于采用基于价格昂贵的金属合金，如碲化铋（Bi2Te3）的复杂生产工艺，且可能产生毒性和其他环境影响。
但是，近来有研究表明，有机半导体有望成为富有成本效益的替代解决方案，可直接利用液态溶液制成。这为热电领域开启了全新的可能性，包括大面积收集热能。
瑞典研究人员在《自然材料》杂志上发表文章说，他们通过控制一种有机导电聚合物的氧化水平–即电子构型，成功提升了该聚合物的热电效率，利用这种材料有助于开发出成本低廉、灵活度高且轻巧的有机热电装置，把废热和天然热转化为电力。
在聚合物热电方面，迄今遇到的一大阻碍是如何开发出一种在性能上可媲美传统无机材料的热电聚合物。而现在，林雪平大学的Xavier Crispin和他的同僚们已在优化有机导电聚合物聚（3,4-乙烯二氧噻吩）与甲苯磺酸盐（PEDOT-Tos）复合材料的效率上取得了一定的成功，并利用此类材料制成了热点发电机（TEG）的雏形。
尽管该材料在室温下的热电效率仍比商用型Bi2Te3低四倍，但该研究团队称，这一效率已经接近节能装置的效能要求了。
Crispin说：“这是一种塑料或有机材料，特别是导电聚合物，第一次真正可以被视为［切实可行的］热电材料。当然了，这种聚合物有待进一步的完善，其热电性能还不够强。”
他补充道，但此项研究带来了新的希望，表明导电聚合物材料经过改进后是不输于无机材料的。
为优化这种聚合物材料的热电性能，研究团队将聚合物暴露在四（二甲氨基）乙烯（TDAE）分子的气雾下，对其氧化水平加以控制。进而通过中和其带正电的长链分子，改变了聚合物的电子结构。
Crispin指出，在直接利用液态溶液加工热电材料成为可能后，有助于开发出低成本的生产方法，比如印制以生产大型热电发电机。
“该聚合物凭借其高灵活性还可应用于其他新应用，比如把TEG集成到纺织品中。既然该材料能够用来制成热交换器，也意味着它能带来功能性最大化。”
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