幾十年來，熱能發(fā)電在很大程度上需要系統(tǒng)使用昂貴復(fù)雜的金屬合金，如碲化鉍（Bi2Te3）等，不僅有毒而且對(duì)環(huán)境有害。令人欣喜的是，最近有研究表明，有機(jī)半導(dǎo)體能提供成本低廉可以直接從溶液中提取的代替品。這很可能會(huì)開辟熱能發(fā)電領(lǐng)域的新天地。
據(jù)自然材料雜志報(bào)道，瑞典的研究人員通過控制有機(jī)導(dǎo)電高聚合物的氧化水平，成功提高了它的熱電效能，由此極大促進(jìn)了價(jià)格低廉、靈活輕便的有機(jī)熱電研究，使將廢棄物和自然熱轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿脑妇案M(jìn)一步。
迄今為止熱電研究的一個(gè)重大障礙是研究尋找能替代傳統(tǒng)無機(jī)材料的聚合物。XavierCrispin和他Linköping大學(xué)的同事成功優(yōu)化了有機(jī)導(dǎo)電高分子與甲苯磺酸復(fù)合物的效率，并用它制作了一臺(tái)簡單的熱電發(fā)電機(jī)。雖然在室溫下這種材料的熱電效率比商業(yè)Bi2Te3低四倍，但研究小組稱，他們研究結(jié)果接近昂貴設(shè)備水平產(chǎn)能。Crispin表示“這是第一次將塑料、有機(jī)物質(zhì)甚至導(dǎo)電聚合物，視為[可行]熱電材料”，“這些聚合物尚未得到充分優(yōu)化，其熱電性能是相當(dāng)深厚的�！蓖瑫r(shí)他還補(bǔ)充道，導(dǎo)電高分子材料優(yōu)化后有希望在熱能領(lǐng)域與無機(jī)材料競爭。
為了優(yōu)化聚合物的熱電性能，團(tuán)隊(duì)將其暴露二甲氨基乙烯分子蒸汽中來調(diào)控它的的氧化水平。這樣能中和聚合物帶正電性的長鏈分子，改變它的電子結(jié)構(gòu)。Crispin指出，直接從溶液中處理熱電材料有利于以低成本的制造方法實(shí)現(xiàn)大面積的熱能發(fā)電。聚合物的靈活性也意味著新的應(yīng)用，如整合紡織品TEGs。塑造熱交換器意味著它可以在特定應(yīng)用下發(fā)揮最好的功能。