전체 폐열의 60%를 차지하는 저등급 폐열을 회수하는 일은 기후변화를 억제하는 데 핵심이다. 최근 전기화학적 폐열 회수는 실용적인 저등급 폐열 회수에 대해 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 스케일업 가능하며 비용 효율적인 수계 레독스 커플 기반 열전기화학 셀(TECs)에서 동력밀도 극대화를 위한 전략을 제시한다. 수용성 Fe 2+/3+ 레독스 커플의 n형 특성은 TEC p–n 다리 소자를 구성하는 데 필수적이지만, 지금까지는 이에 대한 조사가 충분히 이루어지지 않았다. 반대이온의 카오트로픽성(chaotropicity)을 조절하면, 용매화 껍질(solvatation shell)에서의 구조적 무질서가 더 커지기 때문에 내권(inner-sphere) 반응 메커니즘에 의해 Fe 2+/3+ 레독스 커플의 제벡 계수(Seebeck coefficient) 절대값이 향상된다. 또한, 비용 효율적인 Fe─N─C 전기촉매의 사용은 내권 레독스 메커니즘의 느린 전하이동 동역학을 경제적으로 보상하며, 우수한 성능의 Pt 전극과 비교 가능한 레독스 동역학 및 동력밀도를 보인다. Fe─N─C 기반 TEC 소자는 전력당 비용이 0.1 $ W −1일 때 1.73 W m −2의 동력밀도를 나타내며, 카르노 효율(Carnot efficiency)에 대해 1.24%에 해당한다. 이는 동일한 레독스 화학을 갖는 기존 Pt 기반 TEC 소자에서 보고된 값 0.23–0.53%보다도 높다.

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