通過(guò)壓電效應(yīng)、光熱效應(yīng)、熱電效應(yīng)和水力電效應(yīng)從環(huán)境或人體中收集機(jī)械能、廢熱、太陽(yáng)能、水汽化學(xué)能等低品位能量,并轉(zhuǎn)換成經(jīng)濟(jì)且可持續(xù)的電力,已成為自供電傳感器、能量存儲(chǔ)和可穿戴電子設(shè)備領(lǐng)域的重要研究方向。
圖1 輻射調(diào)制熱電織物結(jié)構(gòu)
圖2 輻射調(diào)制熱電織物的設(shè)計(jì)與制造
圖3 基于絲網(wǎng)印刷的熱電陣列的光熱性能
圖4 輻射調(diào)制熱電織物的輸出性能
圖5 輻射調(diào)制熱電織物的應(yīng)用
工作亮點(diǎn)
卓越的光熱轉(zhuǎn)化性能:通過(guò)優(yōu)化PDRC膜覆蓋熱電陣列的面積,織物在實(shí)際太陽(yáng)輻射下展現(xiàn)出高溫差(ΔT = 37 K),展示出高效的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化能力。
優(yōu)異的熱電轉(zhuǎn)換性能:織物在0.8 sun下建立了6.67 V/m2的電壓密度,具有出色的可穿戴電子設(shè)備應(yīng)用潛力和小型設(shè)備電力驅(qū)動(dòng)能力。
個(gè)人熱管理與熱電技術(shù)集成:通過(guò)PDRC膜的被動(dòng)輻射和CNT的光熱轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)對(duì)陽(yáng)光輻照的出色調(diào)控,實(shí)現(xiàn)熱管理的同時(shí)為CNT熱電器件構(gòu)建了理想的溫差,實(shí)現(xiàn)了高效電能輸出。
作者簡(jiǎn)介
張克勤,特聘教授、博士研究生導(dǎo)師,現(xiàn)任蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院院長(zhǎng),從事納米功能材料、纖維材料及其復(fù)合材料的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。2000年12月獲南京大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位后,先后于德國(guó)馬普金屬研究所、新加坡國(guó)立大學(xué)、哈佛大學(xué)開(kāi)展凝聚態(tài)物理及材料研究。2020-2022年三次入選全球“高被引科學(xué)家”;撰寫(xiě)學(xué)術(shù)專(zhuān)著5部;主持國(guó)家自然科學(xué)基金5項(xiàng),主持參與國(guó)家重大研發(fā)計(jì)劃、863等項(xiàng)目5次;并獲得國(guó)家科技發(fā)明二等獎(jiǎng)(2019年)一項(xiàng)。任美國(guó)物理學(xué)會(huì)終身會(huì)員,美國(guó)材料學(xué)會(huì)、中國(guó)功能材料學(xué)會(huì)理事等學(xué)術(shù)兼職。
廖良生,教授、博士生導(dǎo)師、俄羅斯工程院外籍院士,1982年獲南昌大學(xué)物理系理學(xué)學(xué)士學(xué)位;1988年、1996年先后獲南京大學(xué)物理系理學(xué)碩士學(xué)位和理學(xué)博士學(xué)位。1982.1-1993.9 先后任南昌大學(xué)物理系助教、講師、副教授(其間于1989.6-1990.9,在美國(guó)California State University, Northridge進(jìn)修訪問(wèn));1996.3-2000.12在復(fù)旦大學(xué)物理系從事博士后研究,隨后留任副教授(其間于1998.12-2000.6,任香港城市大學(xué)超金剛石及先進(jìn)薄膜研究中心特邀研究員);2000.12-2009.3任美國(guó)柯達(dá)公司研發(fā)部研究員;2009.3加入蘇州大學(xué)功能納米與軟物質(zhì)研究院,被聘為教授、博士生導(dǎo)師,曾任研究院常務(wù)副院長(zhǎng)。現(xiàn)兼任江蘇省產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有機(jī)光電技術(shù)研究所執(zhí)行所長(zhǎng)。
卓明鵬,蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院副教授。2014年和2016年分別獲南昌大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院學(xué)士和碩士學(xué)位。2019年獲蘇州大學(xué)功能納米與軟材料研究院博士學(xué)位。2019年獲得中國(guó)博士后創(chuàng)新人才計(jì)劃資助在廖良生教授課題開(kāi)展博士后研究工作。主要研究方向是有機(jī)光電功能低維微納米晶體和多級(jí)異質(zhì)結(jié)構(gòu)的精細(xì)合成,光電功能納米材料的改性合成及其差異化纖維應(yīng)用,能量收集轉(zhuǎn)化功能纖維織物設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與智能穿戴應(yīng)用。
原文鏈接:https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciadv.adr2158
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