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蔚山科学技术院研制出全新固态热电电池可利用人体热量为可穿戴设备和物联网传感器供电

盖世汽车 Lucas 2025-09-10 17:47:17

盖世汽车讯据外媒报道，韩国蔚山科学技术院（UNIST）研究团队近日公布了一项技术突破，该技术可利用人体热量产生足够驱动电子设备的电力。这项创新为实现无电池可穿戴设备及物联网（IoT）传感器的商业化铺平道路，而这些设备仅依靠人体产生的热量即可运行。

蔚山科学技术院研制出全新固态热电电池可利用人体热量为可穿戴设备和物联网传感器供电

图片来源：期刊《Energy & Environmental Science》

在UNIST能源与化学工程学院Sung-Yeon Jang教授的带领下，研究团队成功研制出全球首款可驱动实际电子设备的高性能n型固态热电电池。其相关成果发表于《能源与环境科学（Energy & Environmental Science）》期刊。

热电电池作为紧凑型发电装置，可将温差（如人体温度约36℃与环境空气20-25℃之间的温差）转化为电能。然而，受限于极小的温差梯度，传统系统难以产生足够电力驱动实际电子设备运行。新开发的固态设备通过提供足够的电压和电流来驱动实用设备，从而克服了这一挑战。虽然固态设计通常具有防泄漏等优势，但电解液中的离子迁移率问题历来限制了其电流输出。研究团队设计了一种能促进高效离子传输的电解液，而且热驱动的离子扩散进一步提高了整体输出电压。

通过类似于乐高积木的搭建方式，将100个此类电池单元串联连接，可从人体热量中产生约1.5伏电压，与标准的AA电池相当。连接16个此类串联模块即可驱动LED灯、电子钟表及温湿度传感器等设备。值得注意的是，该电池的塞贝克系数（温度差对应的电压变化）达-40.05mV/K，相当于较传统n型电池提升近五倍。该装置还展现出卓越的耐久性，在经历50次充放电循环后仍保持稳定性能。

该固态电池的核心由导电聚合物PEDOT:PSS与Fe(ClO₄)₂/3氧化还原对构成。聚合物中带负电的磺酸基团（-SO₃⁻）与Fe²⁺/Fe³⁺离子间的静电作用形成了稳定结构，而高氯酸根离子（ClO₄⁻）可自由移动，促进离子扩散与热扩散效应，从而提升功率输出。

Jang教授指出：“这项研究在低温余热能量采集与柔性能量转换设备领域树立了新的里程碑。该技术有望用作仅靠人体热量驱动的可穿戴电子设备及自主物联网设备的自供电系统。”