【前沿技术】直接热充电电池

香港大学的研究人员研发出一种直接热充电电池，可在40℃~90℃间将热量转化为电能，用于能量回收。

低品位能源的回收在无人传感器、智能可穿戴设备等领域有重要应用。目前的热量回收系统一般效率低或结构复杂。研究人员设计了直接热充电电池，尺寸1.5 cm²，厚1~1.5mm，能回收低品位能源发电。电池使用氧化石墨烯/铂纳米颗粒正极、还原态聚苯胺（PANI）负极、FeCl₂/FeCl₃电解液，正负极间由亲水聚丙烯分隔。热电转换为三个阶段：①热充电。开路条件下升温时，利用氧化石墨烯温度诱导的赝电容效应和Fe²⁺/Fe³⁺的协同热电效应进行充电；②放电。温度恒定时，聚苯胺负极被氧化，正极处的Fe³⁺被还原，从而连续放电；③自再生。冷却至室温时，氧化的聚苯胺负极与Fe²⁺反应，再生还原态聚苯胺负极和Fe³⁺，使电池能够可逆循环。这种电池的塞贝克系数为5.0mV/K，70℃时的热电转换效率为2.8%。

这种电池能实现较高效的低品位热量回收，同时可弯曲，成本较低，有望用于物联网传感器、电子器件、可穿戴设备等的热量回收发电。

（蓝海星）