技术特征：
1.一种离子-电子耦合型热电材料，其特征在于：所述离子-电子耦合型热电材料的载流子为离子和电子，所述离子-电子耦合型热电材料由离子-电子导体材料和离子液相材料通过耦合方式制备得到，其输出电压来自于离子热扩散产生的电压，输出电流来自于离子热扩散引起的电子导体中的漂移电流。2.根据权利要求1所述的一种离子-电子耦合型热电材料，其特征在于：所述离子-电子导体材料包括离子-电子一体型导体材料和离子-电子混合型导体材料；所述离子-电子一体型导体材料和所述离子液相材料的耦合方式为所述离子液相材料填充在所述离子-电子一体型导体材料内部；或者，所述离子-电子混合型导体材料和所述离子液相材料的耦合方式为所述离子液相材料与所述离子-电子混合型导体材料混合。3.根据权利要求1所述的一种离子-电子耦合型热电材料，其特征在于：所述离子液相材料包括无机盐溶液和离子液体。4.根据权利要求2所述的一种离子-电子耦合型热电材料，其特征在于：所述离子-电子一体型导体材料包括碳化生物质材料，所述碳化生物质材料优选地包括碳化柚子皮、碳化木头、碳化竹子中的一种或多种。5.根据权利要求2所述的一种离子-电子耦合型热电材料，其特征在于：所述离子-电子混合型导体材料包括离子导体材料和电子导体材料。6.根据权利要求5所述的一种离子-电子耦合型热电材料，其特征在于：所述离子导体材料具有离子选择性官能团，所述离子选择性官能团包括羟基、羧基、羰基、氨基和磺酸根基团中的一种或多种；或者，所述离子导体材料为带有极性的聚合物，所述带有极性的聚合物包括聚乙二醇、聚乙烯醇和聚苯乙烯磺酸中的一种或多种。7.根据权利要求5所述的一种离子-电子耦合型热电材料，其特征在于：所述电子导体材料包括碳纳米管、聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐、聚苯胺、聚苯乙烯、石墨、石墨烯中的一种或多种。8.根据权利要求3所述的一种离子-电子耦合型热电材料，其特征在于：所述无机盐溶液包括碘化钠溶液、碘化钾溶液、氯化钠溶液、氯化钾溶液和氢氧化钠溶液中的一种或多种。9.根据权利要求3所述的一种离子-电子耦合型热电材料，其特征在于：所述离子液体包括1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐、1-己基-2,3-二甲基咪唑四氟硼酸盐、1-己基-2,3-二甲基咪唑六氟磷酸盐和1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺盐中的一种或多种。10.根据权利要求1所述的一种离子-电子耦合型热电材料，其特征在于：所述离子-电子耦合型热电材料按照下列公式输出电压：其中，v表示得到的热电压；x表示扩散长度；q表示元电荷；σ
e-te
表示电子导体材料的电导率；d
+
表示阳离子的扩散系数，d-表示阴离子的扩散系数；z
+
表示阳离子的价态，z-表示阴离子的价态；c
+
表示阳离子的浓度，c-表示阴离子的浓度；表示离子导体材料的离子选择能力。11.一种离子-电子耦合型热电材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)制备离子-电子导体材料：取生物质材料通过碳化工艺制得离子-电子一体型的碳
化生物质材料作为离子-电子导体材料备用；或者取离子导体材料和电子导体材料与去离子水混合制得离子-电子混合型导体材料作为离子-电子导体材料备用；(2)制备离子液相材料：取离子液体作为离子液相材料备用；或者取无机盐溶解于去离子水中制得无机盐溶液作为离子液相材料备用；或者取离子液体溶解于去离子水中制得离子液体溶液作为离子液相材料备用；(3)制备离子-电子耦合型热电材料：将步骤(1)制备的碳化生物质材料浸泡在步骤(2)制备的离子液相材料中2-48h后取出即可得到离子-电子耦合型热电材料；或者将步骤(1)制备的离子-电子混合型导体材料与步骤(2)制备的离子液相材料混合即可得到离子-电子耦合型热电材料；或者将步骤(1)的离子导体材料、电子导体材料与步骤(2)的离子液相材料直接混合即可得到离子-电子耦合型热电材料。12.根据权利要求11所述的一种离子-电子耦合型热电材料的制备方法，其特征在于：所述生物质材料包括柚子皮、木头、竹子中的一种或多种；或者所述离子导体材料包括纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯、明胶、聚氨酯、聚苯乙烯磺酸中的一种或多种；或者所述电子导体材料包括碳纳米管、聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐、聚苯胺、聚苯乙烯、石墨、石墨烯中的一种或多种；或者所述无机盐包括碘化钠、碘化钾、氯化钠、氯化钾和氢氧化钠中的一种或多种；或者所述离子液体包括1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐离子液体、1-己基-2,3-二甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体和1-己基-2,3-二甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体中的一种或多种。
技术总结
本发明公开了一种离子-电子耦合型热电材料及其制备方法，属于新型热电材料技术领域。所述热电材料由离子-电子导体材料和离子液相材料通过耦合方式制备得到，其载流子为离子和电子，输出电压主要来自于离子热扩散产生的电压，输出电流主要来自于离子热扩散引起的电子导体中的漂移电流。本发明所提供的热电材料的输出功率比现有的离子型热电材料的输出功率高出几个数量级，解决了目前离子型热电材料输出功率较低无法达到应用化的问题，无需增压即可为日常的电子元件进行供电，使热电材料达到了应用级别；它在接近室温的低品位热能回收中展现出巨大的潜力，其制备原料来源广泛、廉价易得，制备方法简便易操作，具有极强的商业价值。值。值。
技术研发人员：孙宽 何勇杰 李绍伟 周永利 陈珊珊 李静
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：2022.01.25
技术公布日：2022/5/25