Gigantische thermoelektrische Eigenschaften von Ionogelen mit kationischer Dotierung

Zusammenfassung: Obwohl ionische thermoelektrische (iTE) Materialien sehr hohe Thermospannung aufweisen können, ist es von großer Bedeutung, neuartige Methoden zu entwickeln, um die ionische Thermospannung und das Gütekennzeichen (ZT i ) weiter zu verbessern. Hier wird eine signifikante Verbesserung der Thermospannung und damit des ZT i Wertes eines Ionogels durch kationische Dotierung berichtet. Die Dotierung von Natriumnitrilamid (Na:DCA) in die Ionogele von Poly(vinylidenfluorid‐ co ‐hexafluorpropylen) (PVDF‐HFP) und 1‐ethyl‐3‐methylimidazoliumdicyanamid (EMIM:DCA), das eine ionische Flüssigkeit ist, kann die Thermospannung erheblich erhöhen. Dies wird auf die Wechselwirkungen zwischen den dotierten Na + Kationen und DCA – Anionen zurückgeführt, wodurch der Unterschied in den Mobilitäten von EMIM + Kationen und DCA – Anionen erhöht wird. Darüber hinaus zeigt das PVDF‐HFP/EMIM:DCA Ionogel, das mit 0,5 mol% Na + in Bezug auf EMIM + dotiert ist, durch die Kombination mit der Feststoffnetzwerktechnologie durch ein Anti-Lösungsmittel für PVDF‐HFP eine ionische Thermospannung von 43,8 ± 1,0 mV K –1 , eine ionische Leitfähigkeit von 19,4 ± 0,3 mS cm –1 und eine Wärmeleitung von 0,183 W m –1 K –1 bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 85 % und Raumtemperatur. Der entsprechende ZT i Wert erreicht damit 6,1 ± 0,4, was deutlich höher ist als die bisherigen ZT i Rekorde von iTE Materialien. Diese Ionogele können in iTE-Kondensatoren für die thermoelektrische Umwandlung verwendet werden.