致密化驱动的二维MOF复合材料热电性能突破：宽温域废热回收新策略

《Journal of Materials Chemistry A》：Densification-driven power factor enhancement in 2D MOF composites for waste heat recovery across broad temperature ranges

本研究针对金属有机框架(MOF)材料热电应用存在的导电性差和功率因子低等瓶颈，通过原位合成MOF-碳纳米管(CNT)复合材料并结合冷压技术，成功将功率因子提升至140 μW m?1 K?2，达初始MOF的1000倍以上。该策略同步使热电优值(ZT)提高1.5倍，所获自支撑薄膜在98K至高温区间展现优异柔性与稳定性，其组装的柔性热电发电机在180K温差下实现26 W m?2的面功率密度，为宽温域柔性能量收集提供了创新解决方案。

　　

金属有机框架(MOF)因其本征低热导率在热电应用领域展现出巨大潜力，但实际应用仍受限于其较差的导电性和不理想的功率因子。本研究通过原位合成MOF-碳纳米管(CNT)复合材料并结合冷压致密化技术，成功将功率因子提升至140 μW m^?1 K^?2，较初始MOF材料提高约1000倍，且优于已报道的MOF基热电材料性能。该致密化处理同时使热电优值(ZT)提升1.5倍。所得自支撑薄膜在深低温(98K)至高温的宽温域内表现出卓越的柔性和运行稳定性。基于此材料构建的柔性热电发电机原型在ΔT=180K温差下实现26 W m^?2的面功率密度，验证了其实际应用潜力。此项研究为开发高性能、耐低温的MOF热电材料提供了新范式，有望推动宽温域柔性能量收集技术的发展。