能夠?qū)崃哭D(zhuǎn)化為電能的熱電材料在將余熱轉(zhuǎn)換成電能時非常有前途，因為它們允許我們以有效的方式利用幾乎不可用或幾乎損失的熱能。

巴塞羅那材料科學(xué)研究所(ICMAB-CSIC)的研究人員創(chuàng)造了一種新的熱電材料概念，發(fā)表在能源與環(huán)境科學(xué)雜志上。它是一種由纖維素組成的裝置，由細(xì)菌在實驗室中原位產(chǎn)生，含有少量導(dǎo)電納米材料，碳納米管，采用可持續(xù)和環(huán)保的策略。

“這項研究的研究員Mariano Campoy-Quiles解釋說：”我們不是制造能源材料，而是培養(yǎng)它。“細(xì)菌，分散在含有糖和碳納米管的水性培養(yǎng)基中，產(chǎn)生最終形成裝置的納米纖維素纖維，其中碳納米管嵌入其中”繼續(xù)Campoy-Quiles。

“由于碳纖維素纖維，我們獲得了一種機械抗性，柔韌且可變形的材料，這要歸功于碳納米管，”這項研究的研究員Anna Laromaine解釋道。“我們的目的是接近循環(huán)經(jīng)濟的概念，使用對環(huán)境無毒的可持續(xù)材料，這些材料少量使用，可以回收和再利用，”本研究的研究員Anna Roig解釋道，“該設(shè)備采用可持續(xù)和可回收材料制成，具有很高的附加值，“她補充道。

Roig聲稱，與其他類似材料相比，“與其他基于合成聚合物的熱電材料相比，它具有更高的熱穩(wěn)定性，可使其達(dá)到250°C的溫度。此外，該設(shè)備不使用有毒元素纖維素可以很容易地回收利用，因為它可以通過酶促過程降解成葡萄糖，同時回收碳納米管，這是該裝置中最昂貴的元素。而且，可以控制材料的厚度，顏色和透明度。

Campoy-Quiles解釋說，碳納米管的尺寸已經(jīng)被選擇：“由于它們的納米級直徑和幾微米的長度，碳納米管允許以非常少的量(在某些情況下高達(dá)1%)獲得電滲透，即電荷可以穿過材料的連續(xù)路徑，允許纖維素導(dǎo)電。“ 此外，使用如此少量的納米管(最多10%)，同時保持100%材料的整體效率，使該過程非常經(jīng)濟和節(jié)能“Campoy-Quiles補充道。”另一方面，碳納米管的尺寸類似于纖維素納米纖維的尺寸，這導(dǎo)致均勻的分散。此外，

這些設(shè)備可用于從物理，物聯(lián)網(wǎng)，農(nóng)業(yè)4.0或工業(yè)4.0領(lǐng)域的余熱發(fā)電到饋電傳感器。“在不久的將來，它們可以用作醫(yī)療或運動應(yīng)用中的可穿戴設(shè)備。如果設(shè)備的效率更加優(yōu)化，這種材料可能會導(dǎo)致智能熱絕緣體或混合光伏熱電生成系統(tǒng)“Campoy-Quiles解釋道。此外，“由于纖維素的高度靈活性和工藝的可擴展性，這些裝置可用于殘余熱源具有不尋常形式或廣泛區(qū)域的應(yīng)用，因為它們可以完全被這種材料覆蓋” 。

由于細(xì)菌纖維素可以是自制的，也許我們正面臨著邁向新能源范式的第一步，用戶將能夠制造自己的發(fā)電機。我們還很遙遠(yuǎn)，但這項研究是一個開始。我們必須從某個地方開始。

這項研究是巴塞羅那材料科學(xué)研究所(ICMAB-CSIC)不同團體之間跨學(xué)科項目的結(jié)果，該項目是“邊境學(xué)科項目”呼吁的框架，是Severo Ochoa卓越項目的戰(zhàn)略行動。