新型热电发电机：从室温热量中提取能量

日本科学家开发了一种新的有机装置，可以从热量中获取能量。与其他热电发电机不同，这种发电机在室温下工作，没有热梯度。

新型热电发电机：从室温热量中提取能量

热电装置的设计利用了一个简单的物理定律：热能从较热的区域转移到较冷的区域。在这些装置中，电子从较热的表面移动到较冷的表面，从而产生电流。理论上，热电发电机、材料和涂料可以通过发动机、发电厂甚至人体热量的微小温差来发电。

通常，温度梯度越大，热电发电机越好，但现在来自日本九州大学的科学家们已经找到了一种方法，可以利用室温下相对较低的能量，完全没有梯度。

相反，新设备的工作原理被称为电荷分离。来自周围空气的热量使材料中的负电子和正电子“空穴”分离并向不同方向移动，从而产生电流。

所讨论的材料是有机化合物，可以很容易地在彼此之间转移电子。不同类型的化合物像楼梯一样堆叠在薄层中，热量给电子或空穴提供足够的能量，让它们跳到下一个“台阶”。

在对不同的化合物组合进行多次试验和错误之后，研究小组确定了一种装置，该装置由180纳米的酞菁铜层、320纳米的十六氟酞菁铜层、20纳米的富勒烯层和20纳米的酞菁铜层组成。

其开路电压为384毫伏，短路电流密度为1.1 μA/cm²，最大输出功率为94 nW/cm²。当然，这是一小部分电力，但考虑到它来自室温，它可以制造更简单的发电机。

“我们想继续研究这个新设备，看看我们是否可以用不同的材料进一步优化它，”该研究的主要作者Chihaya Adachi教授说。“如果我们增加设备的面积，我们甚至可能实现更高的电流密度，这即使对有机材料来说也是不寻常的。它只是告诉你有机材料具有惊人的潜力。”

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。