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研发新型超高效柔性发电膜材料及发电器件

研发家 | 2025-07-04

近日，中国科学院电工研究所科研人员在智能可穿戴设备柔性发电技术领域取得突破，成功开发出超高效的新型柔性发电膜材料。通过特殊的结构设计，这种材料的功率密度创造了所有报道过类似材料的硒化银基柔性热电器件的最高值。相关研究成果在自然通信杂志上发表。

目前，智能可穿戴设备，如智能手表和手环，发展迅速，但大多依靠电池供电。电池需要频繁更换或充电，这限制了这类设备的普及。热电技术可以直接将人体热量转化为电能，具有安全环保、无需机械部件等优点，是解决可穿戴设备供电问题的理想方案。但现有柔性热电材料性能较差，发电设备多为平面结构，导致设备在应用过程中发电过少，无法满足电子设备正常运行的需要。

“在这项最新研究中，我们利用化学溶液将硒化银制成细小的纳米线，然后与石墨烯混合，铺设在多孔尼龙底布上，然后经过抽滤和快速热压处理，最终制成了这种超高性能的柔性‘发电膜’材料。”中国科学院电工研究所研究员丁发柱论文通信作者说。

值得一提的是，他们用这种薄膜制作了一个立体的“小拱桥”发电装置，里面有100对发电单元。这种拱桥结构设计可以更好地利用人体和环境之间的温差。这种微型“温度发电机”的发电能力创造了类似设备的世界纪录，产生的功率足以驱动小设备的运行，如电子手表、温度和湿度计。

丁发柱表示，这项研究在柔性发电器件中成功应用了热电转换技术，为智能可穿戴设备提供了高效可持续的供电方案，对热电转换技术的大规模应用具有重要的现实意义。

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