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[学术] 张在荣教授,开发了用体温产电的材料
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  • 2021-01-13 16:20:09

 张在荣教授

张在荣教授

 

最近,汉阳大学能源工学系张在荣教授团队开发了将热能转化为电能的新热电材料。这种材质像布一样轻巧、柔软,同时也能很好地传达热和电。今后,如果利用该材料,可以从体温中生产电,给手机或笔记本电脑的电池充电等,成为移动电子机器的动力源。

 

  制作热电材料时取代原来所使用的金属或合金而使用高分子时会有重量轻、柔软、毒性低的优点。但是高分子的特性上,导电性非常低,为了解决这一问题,尝试了利用多种添加剂的填料。特别是从数年前开始,溶解度非常高的添加剂“tris(pentafluorophenyl) borane(BCF)”受到很多关注,基于BCF的路易斯(Lewis)酸特性的加填料特性上,电子被夹在高分子和BCF之间,很难传达,限制了导电性能。

 

  为了克服这一问题,张教授团队关注了“与水反应的BCF”表现Brønsted酸的特性,开发了将其极大化的新填料技术,开发了与现有的填料技术相比导电性和热电发电特性提高了数十倍以上的热电材料。

  张教授团队开发的“加填在Brønsted酸上的poly(3-hexylthiophene)(P3HT)高分子”拥有链条平整的醌型结构,形成了独特的密集的结晶结构(type II polymorph),因此显示出了较高的性能和卓越的大气稳定性。

 

  此次研究的意义是,确认了高分子可以成为在最近正在活跃研究中的诸如能量收集等热电材料的核心材料的可能性,开发了生产高性能有机热电材料的新填料技术。

 

  张教授表示:“这次开发的填料技术将广泛用于生产可穿戴传感器、物联网等所需的动力源的高性能有机热电元件的制造和商用化。”

 

  另一方面,本次研究刊登在了(论文名: Brønsted acid Doping of P3HT with Largely Soluble Tris(pentafluorophenyl)borane for Highly Conductive and Stable Organic Thermoelectrics Via One-Step Solution Mixing)能源和材料科学领域的世界权威杂志《Advanced Energy Materials》的最新号上。本次研究是在韩国研究财团的教育部和科学技术信息通讯部的资金(基本研究支援事业-SGER,下一代智能型半导体技术开发事业)的支援下进行的。

 

张在荣教授团队开发的高分子材料的导电性图及结晶结构

张在荣教授团队开发的高分子材料的导电性图及结晶结构

 

 

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