AFM: 稳定、自粘性和高性能的氧化石墨烯改性柔性离子凝胶热电薄膜

离子热电材料因其高弹性和高塞贝克系数而受到越来越多的关注。然而，其热电性能不足和长期的加工工艺限制了其实际应用。为了实现奇特的离子热电材料，本文设计了一种具有高热电性能和柔韧性的氧化石墨烯（GO）修饰丙烯酰胺离子凝胶。详细的结构表征证实，GO颗粒在离子凝胶结构中的均匀分散使功率因数达到753.0 µW m^-1 K^-2，ZT值达到0.19。此外，制备的离子热电薄膜还具有出色的柔韧性、拉伸性和自粘性。由制备的离子凝胶薄膜组装而成的集成器件可在20 K的温差下产生1.32 mW cm^-2 的最佳输出功率密度，这表明该器件在可穿戴电子设备领域具有巨大潜力。这项工作为寻找长期高性能离子热电材料提供了启示。

图文简介

PAM0.3-BMIM:Cl0.6-GOx离子热电薄膜的制备过程及其具有竞争力的热电性能示意图。

不同x值和工作温度下PAM0.3-BMIM:Cl0.6-GOx薄膜的热电性能和稳定性。

i) 原始GO、ii) PAM0.3-BMIM:Cl0.6、iii) 退火PAM0.3-BMIM:Cl0.6-GO0.4、iv) 退火PAM0.3-BMIM:Cl0.6-GO1（本研究的最终产品）和 v) 未退火PAM0.3-BMIM:Cl0.6-GO1，以及混合薄膜的载流子转移示意图。a) 衰减全反射傅立叶变换红外反射光谱（ATR-FTIR）。b) X射线衍射 (XRD) 图样；c) 拉曼图样；d) X射线光电子能谱 (XPS) 图样及相应的放大Cl 2p图样和 e) 放大N 1s图样；f) 示意图显示了GO和BMIM⁺之间的相互作用，以及GO杂化后载流子浓度差异的增加。

制备的PAM0.3-BMIM:Cl0.6-GO1薄膜的表面形貌和元素分布表征。

基于PAM0.3-BMIM:Cl0.6-GO1热电器件的制备及输出性能对比

论文信息

Stable, Self-Adhesive, and High-Performance Graphene-Oxide-Modified Flexible Ionogel Thermoelectric Films

原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202402823

通讯作者： Xiao-Lei Shi，Qingfeng Liu, Zhi-Gang Chen