传统无机热电材料在可穿戴能量收集器中的应用一直受到刚性体积的阻碍，而柔性有机导电聚合物长期以来一直受到其固有的低热功率的困扰。实际应用迫切需要一种兼具两种热电材料优点的理想解决方案。此处表明， 可以选择基于聚丙烯酰胺（ PAAm）的超拉伸水凝胶作为柔性和可拉伸热电池的优良候选基质，以适应人体的弯曲表面和脚踝的变形。Fe(ClO 4 ) 3 /Fe(ClO 4 ) 2 被选为 n 型离子对，因为它们的热电性能与 K3[Fe(CN) 6 ]/K 4 [Fe(CN) 6 ] 相当。 p-n 对水凝胶电解质的电压输出为 29 mV，电流输出为 8.5 Am -2 ，每个 p-n 电池的平均最大功率密度为 0.66 mW K -2 m -2 （ΔT = 10 K）。通过与石墨纸电极集成，制造了一种采用水凝胶电解质的贴体便携式热电池装置，并通过 14 对 p-n 电池（ΔT = 4.1 K）达到了 0.16 V 的电压输出。这个具有商业效益的蓝图展示了基于水凝胶的离子热电池在日常可穿戴场景中的光明前景。
图1 电解质水凝胶的制备。
图2 水凝胶电解质的热电性能。
图3 在 10 K 的 ΔT 下，水凝胶在不同变形过程中的热电性能。
图5 用于能量收集的可穿戴水凝胶热电池。
相关论文以题为 Adaptable and Wearable Thermocell Based on Stretchable Hydrogel for Body Heat Harvesting 发表在 《Advanced Energy Materials 》上。通讯作者 是 华东理工大学 张隽佶副教授 ，中国科学院化学研究所 徐伟研究员 ，以及共同作者华工理工大学 田禾院士 。
参考文献：
doi.org/10.1002/aenm.202201542