新型水凝胶可以冷却电子设备并将废热转化为电能

水凝胶可以冷却电子设备并从其废热中发电。比例尺，2厘米。

使用电子设备的时间过长会导致它们过热，这可能会使它们减速，损坏其组件，甚至使其爆炸或着火。现在，在ACS Nano Letters中报道的研究人员已经开发出一种水凝胶，既可以冷却手机电池等电子设备，又可以将其废热转化为电能。

电子设备的某些组件，包括电池，发光二极管（称为LED）和计算机微处理器，在运行过程中会产生热量。过热不仅会浪费能源，还会降低设备的效率，可靠性和使用寿命。胡雪娇，刘康，陈军及其同事希望设计一种智能的热电水凝胶，该水凝胶可以将废热转化为电能，同时还可以降低设备的温度。到目前为止，科学家们已经开发出一种可以同时执行一项或多项任务但不能同时执行两项任务的设备。

该团队制造了一种水凝胶，该水凝胶由注入水和特定离子的聚丙烯酰胺骨架组成。当他们加热水凝胶时，其中两个离子（铁氰化物和亚铁氰化物）在电极之间转移电子，从而发电。同时，水凝胶中的水蒸发，将其冷却。使用后，水凝胶通过吸收周围空气中的水使其自身再生。为了演示这种新材料，研究人员在快速放电过程中将其连接到了手机电池上。一些废热被转换成5 W的μ电能，电池的温度降低了68F。降低的工作温度确保了电池的安全运行，并且收集到的电能足以监视电池或控制冷却系统。

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参考：朴世瑞，廖玉田，陈凯乐，贾夫，张松林，葛鲁荣，乔治·康塔，索非亚·布扎里夫，程婷，胡学娇，刘康和陈军2020年4月22日， Nano Letters。DOI：
10.1021 / acs.nanolett.0c00800

作者感谢中国国家自然科学基金会，加利福尼亚大学洛杉矶分校亨利·萨缪里工程与应用科学学院（UCLA）和加州大学洛杉矶分校生物工程系的资助。