傳統(tǒng)化石能源的日益短缺，迫切需要拓展新能源技術(shù)以實(shí)現(xiàn)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。湖北大學(xué)微電子學(xué)院教授沈萌團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，鐵電材料為核心的熱釋電能量收集器是新能源領(lǐng)域的前沿技術(shù)，有望將環(huán)境中的廢熱能轉(zhuǎn)化為電能，供可穿戴電子設(shè)備和無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)等小型電子設(shè)備使用。相關(guān)成果日前刊發(fā)在《自然·通訊》上。
熱電能量收集系統(tǒng)示意圖。受訪(fǎng)單位供圖
研究人員介紹，采用自供電和無(wú)電池的傳感器和其他由綠色材料組成的設(shè)備，能夠收集熱廢物的系統(tǒng)受到特別關(guān)注，因?yàn)槊?、天然氣和石油等非再生資源產(chǎn)生的大量能源被浪費(fèi)為熱量，將廢熱轉(zhuǎn)化為電能的環(huán)保方法不僅可以減少碳排放，還可以為自供電傳感器提供可再生和清潔的能源，實(shí)現(xiàn)能源的可循環(huán)利用。
基于半導(dǎo)體材料的熱電能量收集因其將空間溫度梯度轉(zhuǎn)化為電能的能力而被廣泛探索。作為熱電技術(shù)的補(bǔ)充，基于鐵電材料熱釋電效應(yīng)的熱能收集器可以將低溫級(jí)的廢熱轉(zhuǎn)化為電能，幾乎不需要任何外部維護(hù)即可自主工作。這種熱釋電能量收集器適用于為無(wú)源傳感器網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)療健康監(jiān)測(cè)和智能住宅系統(tǒng)提供綠色電力。
據(jù)悉，湖北大學(xué)的此項(xiàng)研究設(shè)計(jì)了一款無(wú)鉛熱釋電基體和高導(dǎo)熱率BNT-BZT-xGaN熱釋電陶瓷，獲得了綠色環(huán)保的高性能熱釋電能量收集器，為熱釋電能量收集器的應(yīng)用提供了一種新思路。
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