Kestävän kehityksen maailmanlaajuisessa kehityksessä hukkalämmön muuntamisesta on tullut houkutteleva painopistealue viime vuosina. Lämpösähköiset materiaalit mahdollistavat tämän hukkalämmön hyödyntämisen sähkön tuottamiseen. Tämä saattaa auttaa lisäämään teollisuuden tuottavuutta ja edistämään vihreän talouden kehitystä.
Japanilaiset Okayaman yliopiston tutkijat ovat kehittäneet nerokkaan strategian n-tyypin hiilinanolankojen tuottamiseksi. Se voi olla hyödyllinen hyödynnettäessä hiilinanoresursseja muuntaakseen matala-asteista hukkalämmön sähköksi. Julkaistut tulokset osoittavat, että tutkimuksen saavutus poistaa kriittisen esteen hiilinanopohjaisten termoelektristen laitteiden käytölle alle 200 °C:n lämpötiloissa.
Tutkimusapulaisprofessori Hiroo Suzukin johtama ryhmä seosti hiilinanolankoja stabiililla orgaanisella yhdisteellä nimeltä N-DMBI käyttäen uutta liuotinprosessia. Nämä n-tyypin langat voidaan sitten yhdistää aiemmin kehitettyihin p-tyypin hiilinanolankoihin tehokkaiden ja joustavien termoelektristen generaattoreiden luomiseksi.
”CNT:istä valmistetut CNT-langat sopivat hyvin käytännön sovelluksiin, sillä lankamainen rakenne mahdollistaa joustavien termoelektristen laitteiden, kuten kangaspohjaisten moduulien, valmistuksen”, sanoo tohtori Suzuki.
Poimintoja
- N-DMBI:n etuna on pieni molekyylikoko. Tämä mahdollistaa tehokkaan dopingin odottamattoman lyhyt 10 sekunnin aika.
- Se myös tarjoaa vakautta ilmassa ja korkeissa lämpötiloissa 150 °C asti.
- Lankojen joule-hehkutus parantaa merkittävästi niiden n-dopingtehokkuutta.
- Langat saavuttivat poikkeuksellisen lämpösähköisen suorituskyvyn tehokertoimella 2800, 2390 ja 1534 µW m-1 K-2 200, 150 ja 30 °C:ssa.
- Matalissa lämpötiloissa o-diklooribentseeni on sopivin liuotin N-DMBI-seostukseen.
- Joustavan π-tyypin moduulin prototyyppi voisi tuottaa sähköä vain 55 °C:ssa 20 °C:n lämpötilaerolla.
”Sähköntuotannon saavuttaminen matalissa lämpötiloissa pienillä lämpötilaeroilla on merkittävää sellaisten termoelektristen moduulien kehittämisen kannalta, jotka voivat hyödyntää erilaisia lämmönlähteitä, kuten teollisuuslaitosten hukkalämpöä, ajoneuvojen lämmönpoistoa ja jopa kehon lämpöä”, sanoo tohtori Suzuki.
Ota selvää NIST-tutkimusryhmästä. Tutki uutta menetelmää lämmön muuntamiseksi sähköksi.
Ottamalla käyttöön korkean suorituskyvyn CNT-lankatermosähköiset generaattorit, jotka voivat toimia vain pienillä lämpöeroilla, kuten ruumiinlämmöllä. Tutkimus, jonka mukaan hiilinanoputkilangan korostamisella on potentiaalia kerätä hukkalämpöä, tasoittaa tietä innovatiivisille teknologioille. Ne voisivat tarjota paikallista virtaa puetettaville laitteille, IoT-antureille ja muille sovelluksille samalla kun vähennetään hukkaan heitettyä energiaa.
