Cellulose ionic conductors with high differential thermal voltage for low-grade heat harvesting

材料科学 纤维素 热电效应 电解质 热电材料 化学工程 离子键合 热导率 复合材料 离子电导率 离子 化学 有机化学 热力学 工程类 物理化学 物理 生物化学 电极
作者
Tian Li,Xin Zhang,Steven D. Lacey,Ruiyu Mi,Xinpeng Zhao,Feng Jiang,Jianwei Song,Zhongqi Liu,Guang Chen,Jiaqi Dai,Yonggang Yao,Siddhartha Das,Ronggui Yang,Robert M. Briber,Liangbing Hu
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:18 (6): 608-613 被引量:489
标识
DOI:10.1038/s41563-019-0315-6
摘要

Converting low-grade heat into useful electricity requires a technology that is efficient and cost effective. Here, we demonstrate a cellulosic membrane that relies on sub-nanoscale confinement of ions in oxidized and aligned cellulose molecular chains to enhance selective diffusion under a thermal gradient. After infiltrating electrolyte into the cellulosic membrane and applying an axial temperature gradient, the ionic conductor exhibits a thermal gradient ratio (analogous to the Seebeck coefficient in thermoelectrics) of 24 mV K–1—more than twice the highest value reported until now. We attribute the enhanced thermally generated voltage to effective sodium ion insertion into the charged molecular chains of the cellulosic membrane, which consists of type II cellulose, while this process does not occur in natural wood or type I cellulose. With this material, we demonstrate a flexible and biocompatible heat-to-electricity conversion device via nanoscale engineering based on sustainable materials that can enable large-scale manufacture. Generating electricity by low-grade thermal harvesting requires a low-cost technology. Here, by chemically treating wood, aligned cellulose molecular chains form that confine sodium ions in the sub-nanometre channels and enhance selective diffusion, generating differential thermal voltage of 24 mV K–1.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
北墨完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
Owen应助皮戾采纳,获得10
2秒前
5秒前
11秒前
共享精神应助思琪采纳,获得10
11秒前
浏阳河发布了新的文献求助10
15秒前
花痴的易真完成签到,获得积分10
18秒前
思琪完成签到,获得积分10
23秒前
周鑫硕完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
kiki完成签到 ,获得积分10
24秒前
思琪发布了新的文献求助10
28秒前
baibai完成签到 ,获得积分10
29秒前
ahh完成签到 ,获得积分10
30秒前
英俊的铭应助你好采纳,获得10
31秒前
浮游应助yang采纳,获得10
31秒前
Biggest完成签到,获得积分10
34秒前
yang应助LQ采纳,获得10
39秒前
科研一坤年完成签到,获得积分10
40秒前
40秒前
Ssyong完成签到 ,获得积分10
45秒前
乘风破浪完成签到,获得积分10
45秒前
析木完成签到,获得积分10
46秒前
Sea_U应助科研通管家采纳,获得10
48秒前
48秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
48秒前
yznfly应助科研通管家采纳,获得30
49秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
49秒前
49秒前
49秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得30
49秒前
49秒前
49秒前
49秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
49秒前
49秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Rapid Review of Electrodiagnostic and Neuromuscular Medicine: A Must-Have Reference for Neurologists and Physiatrists 800
求中国石油大学(北京)图书馆的硕士论文,作者董晨,十年前搞太赫兹的 500
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 500
Narrative Method and Narrative form in Masaccio's Tribute Money 500
Aircraft Engine Design, Third Edition 500
Neonatal and Pediatric ECMO Simulation Scenarios 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4767845
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4104756
关于积分的说明 12697579
捐赠科研通 3822648
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2109709
邀请新用户注册赠送积分活动 1134219
关于科研通互助平台的介绍 1015283