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阿卜杜拉國王科技大學開發(fā)熱電納米材料 可將廢熱轉(zhuǎn)化為電能

2021-05-03 18:57:39 編輯: 來源:
導讀 阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)開辟低成本熱電納米材料,可以回收機器和設(shè)備(包括手機和汽車發(fā)動機等)排放的大量熱量,并將其直接轉(zhuǎn)換為實用

阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)開辟低成本熱電納米材料,可以回收機器和設(shè)備(包括手機和汽車發(fā)動機等)排放的大量熱量,并將其直接轉(zhuǎn)換為實用的電力,幸免能源浪費。

阿卜杜拉國王科技大學開發(fā)熱電納米材料 可將廢熱轉(zhuǎn)化為電能

這種納米材料采納基于低溫溶液的生產(chǎn)工藝創(chuàng)造,適用于柔性塑料涂層,幾乎可在任何地方使用。材料科學家Derya Baran所在實驗室的博士后研究員Mohamad Nugraha表示:“在眾多可再生能源中,廢熱并沒有得到充分重視。”現(xiàn)在,可以通過熱電材料回收機器和設(shè)備釋放的余熱。該類物質(zhì)具有一種特性,當材料一側(cè)熱,另一側(cè)冷時,電荷會沿著溫度梯度積聚。

長期以來,創(chuàng)造熱電材料向來依靠昂貴的能源密集型工藝。Baran、Nugraha和同事開辟的新型熱電材料,由名為量子點的納米材料液體溶液旋涂而成。研究小組先將一層薄薄的硫化鉛量子點旋涂于表面,然后加入短連接配體溶液,將量子點交聯(lián)在一起,增強材料的電子性能。經(jīng)過一層一層重復(fù)旋涂,形成200納米厚的薄膜,然后采納溫柔 的熱退火干燥薄膜,完成制作。Nugraha說:“熱電研究的重點向來是在超過400攝氏度高溫下加工的材料,而這種基于量子點的熱電材料僅需加熱到175攝氏度。加工溫度較低,可以降低生產(chǎn)成本,并可廣泛應(yīng)用于熱電設(shè)備表面,包括便宜的柔性塑料。

這些材料展現(xiàn)出良好的熱電性能。塞貝克系數(shù)是衡量熱電性能的重要參數(shù)之一,即溫度梯度產(chǎn)生的電壓。Nugraha說:“我們在材料中發(fā)現(xiàn)了提升塞貝克系數(shù)的若干關(guān)鍵因素。”研究小組還發(fā)現(xiàn),當材料縮小到納米尺度時,量子限制效應(yīng)會改變材料的電子特性,這對于提高塞貝克系數(shù)非常重要。Nugraha說,這一發(fā)現(xiàn)是向有用的高性能、低溫、溶液處理的熱電發(fā)電機邁出的一步。


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