В контексте глобальных разработок в области устойчивого развития, преобразование отработанного тепла стало привлекательной областью внимания в последние годы. Термоэлектрические материалы позволяют использовать это отработанное тепло для выработки электроэнергии. Это может помочь повысить производительность промышленности и обеспечить развитие зеленой экономики.
Японские исследователи из Университета Окаяма разработали блестящую стратегию получения нитей из углеродных нанотрубок n-типа . Это может быть полезно для использования ресурсов углеродных нанотрубок для преобразования низкотемпературного отработанного тепла в электричество. Опубликованные результаты показывают, что данное исследование преодолевает важнейшее препятствие для использования термоэлектрических устройств на основе углеродных нанотрубок при температурах ниже 200°C.
Группа исследователей под руководством доцента Хироо Сузуки легировала нити из углеродных нанотрубок стабильным органическим соединением N-DMBI с использованием нового растворителя. Эти нити n-типа затем можно комбинировать с ранее разработанными нитями из углеродных нанотрубок p-типа для создания эффективных и гибких термоэлектрических генераторов.
«Изготовленные из углеродных нанотрубок, нити из углеродных нанотрубок хорошо подходят для практического применения, поскольку их нитевидная структура позволяет создавать гибкие термоэлектрические устройства, такие как модули на основе ткани», — говорит доктор Сузуки.
Основные моменты:
- N-DMBI имеет преимущество в том, что он имеет небольшой молекулярный размер. Это позволяет эффективно легировать в неожиданно короткое время — 10 секунд.
- Кроме того, обеспечивает устойчивость к воздействию воздуха и высоких температур до 150 ° С.
- Джоулев отжиг нитей еще больше повышает их эффективность n-легирования.
- Пряжа достигла исключительных термоэлектрических показателей: коэффициент мощности составил 2800, 2390 и 1534 мкВт м-1 К-2 при 200, 150 и 30 °C соответственно.
- При низких температурах наиболее подходящим растворителем для легирования N-DMBI является о-дихлорбензол.
- Прототип гибкого модуля π-типа может вырабатывать электроэнергию при температуре всего 55° C с разницей температур в 20° C.
«Достижение выработки электроэнергии при низких температурах с небольшими перепадами температур имеет важное значение для разработки термоэлектрических модулей, которые могут использовать различные источники тепла, такие как отработанное тепло промышленных предприятий, теплоотдача от транспортных средств и даже тепло тела», — говорит доктор Сузуки.
Узнайте, что исследовательская группа NIST изучила новый метод преобразования тепловой энергии в электрическую.
За счет включения высокопроизводительных термоэлектрических генераторов из пряжи CNT, которые могут работать даже при небольших перепадах температур, таких как тепло тела. Исследование, в котором подчеркивается, что пряжа из углеродных нанотрубок имеет потенциал для сбора отработанного тепла, прокладывает путь для инновационных технологий. Они могли бы обеспечить локальное питание для носимых устройств, датчиков IoT и других приложений, одновременно сокращая потери энергии.
Источник : легирование углеродных нанотрубковых нитей N-DMBI.
