近日，力学与安全工程学院王珂教授、宋东兴研究员课题组在离子热电运行模式和连续发电研究中取得重要进展。离子热电材料塞贝克系数可达电子热电材料的100倍以上，在低成本、柔性化、自修复、易加工等方面有显著优势，为微电子器件自供能、高灵敏传感应用和热电效率提升开辟了全新途径。

由于离子不能直接进入外电路，只能聚集在电极处，通过电容器模式间歇性地输出电能，严重降低了离子热电效率和实用性。研究团队与清华大学张兴教授、马维刚副教授课题组合作，开发了离子热电传送带运行模式，以热驱动离子拖曳电子形成持续电子电流，克服了电容器模式对离子累积和热源交换的依赖，实现了恒定温差下的连续发电。多模块串联器件测试表明，传送带模式具有优异的稳定性和可扩展性，发电功率和效率比电容器模式有数量级的提升。其揭示了阳离子吸附于电子导体表面并与电子“绑定”的微观机制，直观展示了离子迁移过程中电子的伴随移动，推导获得了传送带模式的功率因子和热电优值系数表达式，为性能的进一步提升指明了方向。

相关成果以“传送带模式实现连续的离子热电转换”（Conveyor mode enabling continuous ionic thermoelectric conversion）为题发表于国际权威期刊《焦耳》上。力学院宋东兴研究员和清华大学博士生赵春雨为文章的共同第一作者，清华大学航院马维刚副教授为该文章的通讯作者，合作者包括力学院王珂教授、清华大学张兴教授等，郑州大学为第一完成单位。本研究得到了国家自然科学基金、国家博新计划和博士后基金等项目的资助。

文章链接：

https://www.cell.com/joule/abstract/S2542-4351(24)00357-X

离子热电传送带模式原理与串联器件连续发电演示