新加坡科技与设计大学（SUTD）的研究人员提出了一种基于石墨烯电极和二维过渡金属二硫化物材料的高效能量收集装置。

受多层热离子装置概念的启发，该团队设计了一种固态热离子装置，采用夹在两个石墨烯电极之间的范德瓦尔斯（vdW）异质结构，在400至500 K的温度范围内实现高能量转换效率。使设备的性能（8％以上）与室温下最先进的热电设备相当或甚至更好。这种新颖的设计可能会增加对基于热离子发射的能量转换的兴趣，并为低等级废热收集解决方案的另一种替代方案铺平道路。

研究人员表示，这种设计是第一个将石墨烯电极和TMD的优点结合起来作为热离子设备的设计。2017年1月，斯坦福大学的研究人员展示了一种基于石墨烯的高效热电转换技术，称为热离子能量转换器。通过使用石墨烯作为阳极，与传统的钨阳极相比，器件的效率提高了6.7倍。