由蔚山国立科学技术学院 (UNIST) 能源与化学工程学院的 Hyun-Wook Lee 教授和 Dong-Hwa Seo 教授共同领导的研究小组与南洋理工大学的 Seok Woo Lee 教授合作新加坡大学在利用低品位热源(<100°C)进行高效能源转换方面取得了重大突破。他们的开创性工作重点是开发高效的热再生电化学循环(TREC)系统，该系统能够将微小的温差转化为可用能量。
传统的能量收集系统在有效利用低品位热源方面面临挑战。然而，TREC 系统提供了一种有吸引力的解决方案，因为它们将电池功能与热能收集功能集成在一起。在这项研究中，研究团队深入研究了结构振动模式在增强 TREC 系统功效方面的作用。
通过分析共价键的变化如何影响振动模式(特别是影响结构水分子)，研究人员发现，即使是微量的水也会在氰化物配体的 A1g 拉伸模式中引起强烈的结构振动。这些振动极大地导致了 TREC 系统内较大的温度系数 (ɑ)。基于这些见解，该团队使用钠离子水电解质设计并实施了高效的 TREC 系统。
“这项研究为结构振动模式如何增强 TREC 系统的能量收集能力提供了宝贵的见解，”Hyun-Wook Lee 教授解释道。“我们的研究结果加深了我们对普鲁士蓝类似物受这些振动模式调节的内在特性的理解，为改善能量转换开辟了新的可能性。”
TREC 系统的潜在应用非常广泛，特别是在可穿戴技术和其他存在小温差的设备中。通过有效捕获低品位热量并将其转化为可用能源，TREC 系统为开发下一代二次电池提供了一条有前途的途径。
该研究成果已于2023年7月3日正式发表在Advanced Materials网络版上。该研究得到了UNIST 2023研究基金、个人基础科学与工程研究计划和国家自然科学中心的支持。材料研究数据来自韩国国家研究基金会 (NRF)，由科学和信息通信技术部 (MSIT) 资助。
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