以电子或空穴为载流子的电子型热电资料阅历了近两百年的开展，现已使用于热能收回、太空勘探和物联网传感等范畴。但是，较低的塞贝克系数（~0.1 mV K-1），约束了电子热电能量功率的逐渐提高。近年来，根据索雷特（Soret）效应的离子热电资料获得了令人瞩目的开展，离子塞贝克系数可达电子热电资料的100倍以上，而且在低成本、柔性化、自修正、易加工等方面有明显优势，为微电子器材自供能、高活络传感使用和热电功率提高拓荒了全新途径。但是，离子不能当即进入外电路，只能集合在电极处，经过电容器形式间歇性地输出电能，而且需求继续替换冷、热源才干驱动离子接连往复热搬迁并发电。上述形式中离子的缓慢堆集和频频热源替换严峻降低了离子热电功率和实用性。

　　清华大学航院张兴教授、马维刚副教授课题组和郑州大学王珂教授、宋东兴研讨员（直聘）课题组协作，开发了离子热电传送带运转形式，以热驱动离子拖曳电子构成继续电子电流，克服了电容器形式对离子累积和热源交流的依靠，完成了稳定温差下的接连发电。研讨团队规划U形混合传导离子热电资料，资料内部离子经过库仑力吸附电子构成离子-电子摩擦力（ion-electronic friction），该摩擦力使得热扩散离子可以拖曳电子一同运动，像传送带传送货品相同，因而称为传送带形式。将U形引脚滋润入盐溶液中构成闭合离子回路，离子抵达冷端后经过溶液回来热电资料的热端，构成继续离子电流；传送至冷端的电子走外部电子回路回来热端，进而对负载供能。试验丈量引脚滋润前后电压产生回转，证明晰冷端由阳离子堆集转变为传送来的电子堆集，多模块串联器材测验发现，传送带形式具有优异才能的稳定性和可扩展性，发电功率和功率比电容器形式稀有量级的提高。选用电子能谱表征了电容器形式和传送带形式的离子浓度散布，发现传送带形式浓度梯度更低，标明离子能循环活动而非继续堆集，支撑了传送带形式的接连发电机制。

　　如图1所示，研讨团队进一步建立了传送带形式的理论模型，选用榜首性原理核算与分子动力学模仿相结合，提醒了阳离子吸附于电子导体外表并与电子“绑定”的微观机制，直观展现了离子搬迁过程中电子的随同移动，导出了离子-电子摩擦系数表达式并得出典型成果，证明在杰出掺混状态下，离子-电子摩擦力足以作为前言将离子电流充沛转化为电子电流。L形离子热电膜试验排除了液体滋润的效果，证明晰完好离子回路是传送带形式运转的要害。归纳试验和理论成果，推导获得了传送带形式的功率因子和热电优值系数表达式，为功能的逐渐提高指明晰方向。

　　图1.（a）传送带形式中离子和电子相互效果示意图（b）等效电路图（c）离子吸附在电子导体的电荷转移图（d）L形单侧滋润离子热电膜电压丈量图（e）分子动力学模仿原子散布图（f）离子-电子摩擦系数散布图（g）离子径向散布函数图

　　郑州大学直聘研讨员宋东兴（清华大学航院博士毕业生）、清华大学航院2020级博士生赵春雨为论文一起榜首作者。清华大学航院马维刚副教授为论文通讯作者。其他协作者包含清华大学航院教授张兴、郑州大学教授王珂和清华大学航院硕士生陈斌。研讨得到国家自然科学基金、国家博新方案、博士后基金和清华-丰田联合基金等的赞助。

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