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Stretchable and Durable Bacterial Cellulose-Based Thermocell with Improved Thermopower Density for Low-Grade Heat Harvesting
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2023-11-13 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c02870 Zhuotong Wu 1 , Baoxiu Wang 2 , Jing Li 3 , Yuhang Jia 3 , Shiyan Chen 3 , Huaping Wang 3 , Lihui Chen 1 , Li Shuai 1
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2023-11-13 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c02870 Zhuotong Wu 1 , Baoxiu Wang 2 , Jing Li 3 , Yuhang Jia 3 , Shiyan Chen 3 , Huaping Wang 3 , Lihui Chen 1 , Li Shuai 1
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Low-grade heat exists ubiquitously in the environment, and gel-state thermogalvanic cells (GTCs) can directly convert thermal energy into electricity by a redox reaction. However, their low ionic conductivity and poor mechanical properties are still insufficient for their potential applications. Here, we designed a bacterial cellulose (BC) nanofiber-macromolecular entanglement network to balance the GTC’s thermopower and mechanical properties. Therefore, the BC-GTC shows a Seebeck coefficient of 3.84 mV K–1, an ionic conductivity of 108.5 mS cm–1, and a high specific output power density of 1760 μW m–2 K–2, which are much higher than most current literature. Further connecting 15 units of BC-GTCs, the output voltage of 3.35 V can be obtained at a temperature gradient of 65 K, which can directly power electronic devices such as electronic calculators, thermohydrometers, fans, and light-emitting diodes (LEDs). This work offers a promising method for developing high-performance and durable GTC in sustainable green energy.
中文翻译：
可拉伸且耐用的基于细菌纤维素的热电池，具有改进的热功率密度，适用于低级热量收集
低品位热量在环境中普遍存在，凝胶态热原电池（GTC）可以通过氧化还原反应直接将热能转化为电能。然而，它们的低离子电导率和较差的机械性能仍然不足以满足其潜在的应用。在这里，我们设计了一种细菌纤维素（BC）纳米纤维-高分子缠结网络来平衡GTC的热电性能和机械性能。因此，BC-GTC的塞贝克系数为3.84 mV K –1，离子电导率为108.5 mS cm –1，比输出功率密度为1760 μW m –2 K –2，远高于大多数产品。当前文献。进一步连接15个BC-GTC，可在65 K的温度梯度下获得3.35 V的输出电压，可直接为电子计算器、热比重计、风扇、发光二极管（LED）等电子设备供电。这项工作为在可持续绿色能源中开发高性能和耐用的 GTC 提供了一种有前途的方法。
更新日期：2023-11-13
中文翻译：
可拉伸且耐用的基于细菌纤维素的热电池，具有改进的热功率密度，适用于低级热量收集
低品位热量在环境中普遍存在，凝胶态热原电池（GTC）可以通过氧化还原反应直接将热能转化为电能。然而，它们的低离子电导率和较差的机械性能仍然不足以满足其潜在的应用。在这里，我们设计了一种细菌纤维素（BC）纳米纤维-高分子缠结网络来平衡GTC的热电性能和机械性能。因此，BC-GTC的塞贝克系数为3.84 mV K –1，离子电导率为108.5 mS cm –1，比输出功率密度为1760 μW m –2 K –2，远高于大多数产品。当前文献。进一步连接15个BC-GTC，可在65 K的温度梯度下获得3.35 V的输出电压，可直接为电子计算器、热比重计、风扇、发光二极管（LED）等电子设备供电。这项工作为在可持续绿色能源中开发高性能和耐用的 GTC 提供了一种有前途的方法。
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