［本站讯］近日，山东大学全尺度热管理与能源综合利用中心郭春生教授团队联合澳大利亚皇家墨尔本理工大学贾宝华院士研究团队，在废热回收与可持续能源技术领域取得重要进展。研究成果以“High-power radiatively cooled thermoelectric generator for diurnal waste heat harvesting”为题发表于国际权威期刊Materials Reports:Energy（IF：13.8）。团队成功研制出一种高性能、可折叠的辐射制冷温差发电机（TEG）原型机，能够高效回收日常环境中的废热并直接为手机等电子产品充电，为推进低品位能源的高效利用提供了创新性的解决方案。山东大学低空科学与工程学院2021级机械工程专业硕士研究生黑吉芳为论文第一作者，郭春生教授和贾宝华院士为共同通讯作者，山东大学为论文的第一完成单位。

图1.可折叠辐射制冷温差发电机原理及应用示意图

在当前全球能源需求持续增长的背景下，工业生产与日常生活中产生的大量废热造成了显著的能源浪费。温差发电技术可将热能直接转换为电能，但其发电效率严重依赖器件的两端温差。如何在不消耗额外能源的情况下维持巨大且持续的温差，是实现其规模化应用的关键瓶颈。

针对这一挑战，研究团队创新性地设计并制备了一种高性能柔性辐射制冷薄膜，将其作为“冷却器”集成于温差发电机的冷端。该薄膜能够通过大气透明窗口，将热量以辐射的形式持续不断地散发到寒冷的外太空，从而被动、高效地降低发电机冷端温度，显著增大其工作温差。

图2. 辐射制冷薄膜的微观结构及其光谱

实验结果表明，与传统材料相比，采用该辐射制冷薄膜的发电机，其输出电压从30.0毫伏提升至65.7毫伏，相应功率密度提升了约4.8倍。在80°C的热源条件下，其最大输出功率密度达到了2.76 W/m²，性能远超当前已报道的同类型发电机。

图3.利用汽车废热为手机充电的应用场景演示及折叠后的热电发电机

尤为引人注目的是，团队成功展示了该技术的实际应用潜力。他们研制了一个由24个发电单元构成的可折叠、便携式发电原型机。当将该设备放置在行驶汽车的发动机舱盖上时，它能够成功收集废热，并通过高效升压电路稳定输出5V电压，为一部手机进行充电。

该研究发展的高性能、可折叠辐射制冷温差发电技术，在汽车尾热回收、工业余热利用、偏远地区分布式供电以及可穿戴电子设备等领域具有广阔的应用前景。该项工作为废热回收和绿色能源技术的发展开辟了新的技术路径，对推动能源可持续发展具有重要意义。

上述成果受到国家自然科学基金青年项目(52406103)、山东省重点研发计划（2022SFGC0501）等项目资助。

郭春生教授和贾宝华院士带领的全尺度热管理与能源综合利用中心聚焦国际上热学、光子学等学科交叉研究领域中的热点问题，在航天热控环路热管、薄膜热电材料、冷却辐射薄膜技术、海水淡化等方向取得了丰硕的研究成果。近年来，团队在eLight、Nano energy、Engineering、Small等国际期刊发表多篇论文，并指导学生科研团队在互联网+、挑战杯、节能减排等重要科技竞赛中获奖百余项。