준고체상 열전 셀(Quasi‐solid‐state thermocells, QTECs)은 체열을 전기로 변환하여 웨어러블 기기의 전원으로서 유망하다. QTECs의 p-형 요소에 대해서는 상당한 진전이 이루어졌으나, n-형 대응 요소에 대해서는 여전히 과제가 남아 있다. 본 연구에서는 기존의 p-형 요소를 능가하는 공중합체 하이드로젤을 이용한 고성능 n-형 QTEC 소자(presented)를 제시한다. 이 공중합체 하이드로젤은 이온 전도용 친수성 쯔비터이온성 설포베타인 메타크릴레이트(zwitterionic sulfobetaine methacrylate, SBMA)와 구조적 안정성용 소수성 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate, MMA)를 결합한다. MMA 함량을 35 wt.%에서 100 wt.%로 증가시킴으로써 하이드로젤의 탄성률(72 kPa에서 127.7 MPa)과 인장강도(54 kPa에서 6.7 MPa)에 대한 다목적 제어가 가능해진다. 또한 68 wt.% MMA에서 7.2 MJ m −3의 높은 기계적 인성(mechanical toughness)이 달성된다. 이어서 기계적으로 견고하고 높은 인성을 갖는 p(SBMA‐MMA) 하이드로젤을 농도가 서로 다른 Fe(ClO 4 ) 2/3 용액에 침지하여 n-형 QTEC 소자로서의 성능을 평가한다. 0.8 M Fe(ClO 4 ) 2/3를 포함한 하이드로젤은 −1.7 mV K −1의 높은 이온 열전기(Seebeck) 계수, 1.1 mW m −2 K −2의 전력 밀도, 그리고 1.6 MPa의 탄성률을 보이며, 이는 인체 피부와 유사한 수준이다. 마지막으로 최적화된 n-형 p(SBMA‐MMA) 하이드로젤은 웨어러블 기기에 대한 응용 가능성을 시사한다.
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