在全球可持续发展的背景下，废热转化近年来已成为备受关注的领域。热电材料可利用这些废热发电。这可能有助于提高工业生产力并为绿色经济的发展提供助力。
日本冈山大学的研究人员开发出一种制备n型碳纳米管纱线的巧妙策略。该策略有望促进碳纳米管资源的利用，将低品位废热转化为电能。已发表的研究结果表明，该研究成果克服了碳纳米管基热电器件在200°C以下工作温度下应用的关键障碍。
由副教授铃木博夫领导的研究团队采用一种新型溶剂法，将一种名为N-DMBI的稳定有机化合物掺杂到碳纳米管纱线中。这些n型纱线可以与先前开发的p型碳纳米管纱线结合，制成高效、柔性的热电发电机。
铃木博士说：“碳纳米管纱线由碳纳米管构成，非常适合实际应用，因为纱线状结构可以制造柔性热电装置，例如织物模块。”
核心亮点
- N-DMBI 具有分子尺寸小的优势。这使其能够有效地掺杂在 时间出乎意料的短，只有10秒。
- 它还 提供空气和高温稳定性 最高可达 150°C。
- 纱线的焦耳退火进一步显著提高了其 n 掺杂效率。
- 该纱线实现了卓越的热电性能指标，在 2800、2390 和 1534 °C 时的功率因数分别为 1、2 和 200 µW m-150 K-30。
- 对于低温，邻二氯苯是最适合N-DMBI掺杂的溶剂。
- 原型柔性 π 型模块可在 55°C 的温度下、20°C 的温差下产生电能。
铃木博士说：“在低温和小温差下实现发电对于开发可以利用各种热源（例如工业设施的废热、车辆的散热，甚至人体热量）的热电模块具有重要意义。”
了解一下美国国家标准与技术研究院 (NIST) 研究团队探索的一种新型热能到电能转换方法。
通过启用高性能 CNT 纱线热电发电机，这些发电机只需很小的热差（如体温）即可运行。这项研究强调碳纳米管纱线具有收集废热的潜力，为创新技术铺平了道路。这些可以为可穿戴设备、物联网传感器和其他应用提供本地电源，同时减少能源浪费。
