近日，省科學院化工所曾煒研究員團隊設計了一種全新的熱電池，通過將質子Soret效應和質子耦合電子轉移（PCET）反應耦合，使得電池的熱電轉換性能得到了全面的提升。
團隊利用在水和凝膠環境中具有高擴散系數的質子，將水凝膠內離子的Soret效應和苯醌（BQ）與氫醌（H2Q）的PCET進行結合，有效增強了熱電轉換效率，實現了熱功率（25.9 mV K-1）、功率因子（5 mW m-1 K-2）、離子熱電優值（>2.4）和功率輸出連續性的全面提升，并揭示了熱電性能的提升機制。此外，通過苯醌和氫醌的氧化還原電對來實現儲能功能，在消除溫度梯度后，通過PCET試劑的濃度和溫度再平衡，可以獲得超過3小時的維持14 mW m-2的保留功率輸出。更為重要的是，該體系不但具備優異的熱電轉換效率和性能，還借助PCET反應實現了離子導體型熱電材料的持續電能輸出模式，實現了熱電轉換和電能存儲功能的一體化，將離子導體型熱電轉換材料的研究推入到新高度。
圖1 熱電轉換和電能儲存一體化的機理與性能
該工作為解決可穿戴傳感器和遠離電網的物聯網器件的供能問題打下了堅實的基礎，研究成果近期發表在Angewandte Chemie International Edition（中科院一區，IF=16.6）上，第一作者為廣東省科學院和廣東工業大學聯合培養碩士王陽，曾煒研究員、戴永強高工、廣東工業大學余林教授為共同通訊作者。該項目得到國家自然科學基金面上項目（52073066），廣東省科學院建設國內一流研究機構行動專項資金（2020GDASYL-20200102028）以及廣東省基礎與應用基礎項目（2022A1515010685）的資助。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202307947
（柔性傳感技術研發中心）
