木质纤维素网络离子热电凝胶的制备与性能

作者：官继伦; 李雯静; 方华扬; 程芳超^*

来源：复合材料学报, 2023, 1-9.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20231201.001

• 纤维素网络
• 离子热电
• 离子电导率
• 离子选择性迁移
• 木质纤维素
• 热电凝胶

热电材料可实现热能直接转换为电能，在生活和工业废热再利用方面得到越来越多的应用。然而，传统的无机热电材料存在热功率(或塞贝克系数)低和导热率高的问题，在低品位废热(<130 ℃)收集方面不具备优势。利用离子热扩散效应(Soret效应)，以纤维素作为网络、聚乙烯醇(PVA)为电解质基质，用简单的注射器注射法制备了纤维素网络离子热电凝胶，并研究了不同含量的NaOH、LiOH作为离子供体的热电性能差异。采用FTIR对材料内部基团进行表征，同时自制的热电测试装置证明了其较高的热功率。研究结果表明木质纤维素网络的加入使离子电导率达到3.31 mS·cm-1，相比纯PVA离子凝胶提升了98.2%。同时，纤维素的加入降低了热导率，使其在人体体温和26 ℃室温的温差中保持上下面温差恒定较长时间。在2 ℃温差下离子塞贝克系数达到+12 mV·K-1。该研究提出了一种具有成本效益且环保的低品位废热再利用方案，对人类社会的可持续发展具有较大意义。

• 单位
  广西大学; 材料学院