低浓度选择性溶剂化：离子热电材料性能提升的新路径

离子热电材料因结构简单、可加工性强、热导率低等优势，在可穿戴热管理、分布式余热利用、低温热能收集和柔性传感器件等领域展现出巨大应用潜力。然而，纯离子液体内部较强的库仑相互作用、高黏度和复杂的离子缔合作用，严重限制了阴阳离子的扩散速率，削弱了二者在温度梯度下的迁移率差异，从而抑制了热电势的有效建立与积累。如何在保持液体体系固有优势的基础上，进一步优化离子输运行为并提升Seebeck系数，成为当前研究的核心难题。

近日，西安交通大学刘向阳研究团队提出了一项创新性解决方案：采用高极性有机溶剂稀释离子液体，通过低浓度策略削弱离子间束缚并放大离子迁移差异。该研究为液体热电材料的优化设计提供了新的理论和实验依据。

研究人员选择了1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺盐([EMIM][DCA])和1-己基-3-甲基咪唑二氰胺盐([HMIM][DCA])两种离子液体，并引入二甲基亚砜(DMSO)、乙醇和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)三种极性溶剂，在0.1至0.7 M浓度范围内系统研究了13组低浓度二元体系的热电行为。

实验结果显示，随着离子液体浓度升高，Seebeck系数呈现先增大后降低的趋势，并在0.5 M浓度处达到峰值。其中，0.5 M [EMIM][DCA]+DMSO体系表现最为优异，其Seebeck系数达到3.11 ± 0.133 mV/K，是纯[EMIM][DCA]的4.2倍。研究还发现，较短链、较小且不对称程度适宜的阳离子更有利于建立有效的离子迁移差异。

综上所述，这项研究提出的基于低浓度离子液体与偶极非质子溶剂二元混合物的选择性溶剂化策略，为液体热电材料体系的设计与后续器件集成提供了重要的科学参考。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.renene.2026.125493

原文作者：

Jimin Xu, Zhenhui Chen, Sa Xue, Maogang He, and Xiangyang Liu

DOI: 10.1016/j.renene.2026.125493