傳統化石能源的日益短缺，迫切需要拓展新能源技術以實現社會與經濟的可持續發展。湖北大學微電子學院教授沈萌團隊研究發現，鐵電材料為核心的熱釋電能量收集器是新能源領域的前沿技術，有望將環境中的廢熱能轉化為電能，供可穿戴電子設備和無線傳感網絡等小型電子設備使用。相關成果日前刊發在《自然·通訊》上。
熱電能量收集系統示意圖。受訪單位供圖
研究人員介紹，采用自供電和無電池的傳感器和其他由綠色材料組成的設備，能夠收集熱廢物的系統受到特別關注，因為煤、天然氣和石油等非再生資源產生的大量能源被浪費為熱量，將廢熱轉化為電能的環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，實現能源的可循環利用。
基于半導體材料的熱電能量收集因其將空間溫度梯度轉化為電能的能力而被廣泛探索。作為熱電技術的補充，基于鐵電材料熱釋電效應的熱能收集器可以將低溫級的廢熱轉化為電能，幾乎不需要任何外部維護即可自主工作。這種熱釋電能量收集器適用于為無源傳感器網絡、醫療健康監測和智能住宅系統提供綠色電力。
據悉，湖北大學的此項研究設計了一款無鉛熱釋電基體和高導熱率BNT-BZT-xGaN熱釋電陶瓷，獲得了綠色環保的高性能熱釋電能量收集器，為熱釋電能量收集器的應用提供了一種新思路。
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