I samband med den globala utvecklingen av hållbarhet har spillvärmekonvertering blivit ett attraktivt fokusområde de senaste åren. Termoelektriska material tillåter utnyttjandet av denna spillvärme för att generera elektricitet. Detta kan bidra till att öka den industriella produktiviteten och bidra till utvecklingen av en grön ekonomi.
Japanska forskare från Okayama University har utarbetat en briljant strategi för att generera CNT-garner av n-typ . Det kan vara fördelaktigt att använda CNT-resurser för att omvandla lågkvalitativ spillvärme till elektricitet. De publicerade resultaten visar att forskningens resultat tar itu med ett kritiskt hinder för CNT-baserade termoelektriska anordningar som används vid temperaturer under 200° C.
Teamet lett av forskningsdocent Hiroo Suzuki dopade CNT-garner med en stabil organisk förening som kallas N-DMBI med hjälp av en ny lösningsmedelsprocess. Dessa n-typgarner kan sedan paras ihop med tidigare utvecklade p-typ CNT-garner för att skapa effektiva, flexibla termoelektriska generatorer.
”CNT-garner är konstruerade av CNT och är väl lämpade för praktiska tillämpningar eftersom den garnliknande strukturen möjliggör tillverkning av flexibla termoelektriska anordningar som tygbaserade moduler”, säger Dr. Suzuki.
Höjdpunkter
- N-DMBI har fördelen att vara liten i molekylstorlek. Detta möjliggör effektiv dopning i en oväntat kort tid på 10 sekunder.
- Det också ger luft- och högtemperaturstabilitet upp till 150 °C.
- Joule-glödgning av garnerna förbättrar ytterligare avsevärt deras n-dopningseffektivitet.
- Garnen uppnådde exceptionella termoelektriska prestandamått, med en effektfaktor på 2800, 2390 och 1534 µW m-1 K-2 vid 200, 150 respektive 30 °C.
- För låga temperaturer är o-diklorbensen det lämpligaste lösningsmedlet för N-DMBI-dopning.
- En prototyp av flexibel modul av π-typ skulle kunna producera elektricitet vid bara 55°C med en temperaturskillnad på 20°C.
”Att uppnå kraftproduktion vid låga temperaturer med små temperaturskillnader är viktigt för utvecklingen av termoelektriska moduler som kan utnyttja olika termiska källor, såsom spillvärme från industrianläggningar, värmeavledning från fordon och till och med kroppsvärme”, säger Dr. Suzuki.
Ta reda på hur NIST-forskargruppen utforskade en ny metod för omvandling av värme till elektricitet.
Genom att möjliggöra högpresterande termoelektriska CNT-garngeneratorer som kan arbeta med bara små termiska skillnader som kroppsvärme. Forskningen som visar att kolnanorörsgarn har potential att skörda spillvärme banar väg för innovativ teknik. Dessa skulle kunna ge lokal ström för bärbara enheter, IoT-sensorer och andra applikationer samtidigt som de minskar slöseri med energi.
