图 （a）传统电子型热电和离子型热电转换技术面临的挑战；（b）高温高压热充电电池原理及（c）性能国际对比

　　在国家自然科学基金项目（批准号：52488201）资助下，南京航空航天大学宣益民院士团队在高温高压多价离子型热充电电池研究方面取得进展，相关研究成果以“Ca-Li双阳离子离子液体电解质与亲阴离子隔膜赋能高温高压热充电电池（High-Temperature High-Voltage Thermal Charging Cells Enabled by Ca–Li Dual-Cationic Ionic Liquid Electrolytes and Anionophilic Separators）”为题于2025年5月2日发表于《先进材料》（Advanced Materials）期刊上。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202419477。

　　围绕高温余热转换利用需求，研究团队提出了电解质-隔膜协同改性策略，设计研制了基于[Ca(OTf)2+LiOTf]双盐与[C4mimAOT+AmimCl]混合离子液体溶剂的新型耐高温电解液体系和PEN@ZrBDC-F-4%耐热复合隔膜，构建了由钙锂双阳离子-离子液体电解液和亲阴离子隔膜组成的高温高压热充电电池（HHTCCs）。该工作揭示了Ca2+-Li+双离子协同存储机制，解析了AmimCl共溶剂对Ca2+/Li+溶剂壳的优化作用，阐明了ZrBDC-F-4%纳米颗粒对阴离子的精准锚定机理，实现了快速的Ca2+/Li+迁移动力学特性。该热充电系统在328.15至393.15 K的范围内实现高温余热的回收和热电转换利用，展现了1.138 V的热电压、15.3 mV K-1的热电系数和9.56%相对卡诺效率的优良指标。该成果突破了离子型热电转换技术的高温应用瓶颈，超越了传统电子型/离子型热电器件的性能极限，显著拓展了离子型热电系统的工作温度范围。研究成果为高温余热高效转换利用提供了新路径，在工业余热利用、光热利用和动力装备等领域具有应用前景。