Завод Светорезерв - производство светотехники, электротехники и металлоконструкций

Превращение тепла в электроэнергию с помощью эффективного органического термоэлектрического материала

Превращение тепла в электроэнергию с помощью эффективного органического термоэлектрического материала

Термоэлектрические материалы могут превратить разницу температур в электричество. Органические термоэлектрические материалы могут использоваться для питания носимой электроники или датчиков; однако выходная мощность все еще очень мала. Международная группа под руководством Яна Антона Костера, профессора физики полупроводников в Университете Гронингена, теперь создала органический полупроводник n-типа с превосходными свойствами, что делает эти приложения еще большим шагом вперед. Их результаты были опубликованы 10 ноября в журнале Nature Communications.

Термоэлектрический генератор - единственный искусственный источник энергии за пределами нашей солнечной системы: оба космических зонда Voyager, которые были запущены в 1977 году и сейчас находятся в межзвездном пространстве, питаются от генераторов, преобразующих тепло (в данном случае от радиоактивного источника). ) в электрический ток. «Самое замечательное в таких генераторах то, что они представляют собой твердотельные устройства без каких-либо движущихся частей», - объясняет Костер.

Проводимость

Однако неорганический термоэлектрический материал, используемый в генераторах «Вояджера», не подходит для более приземленных применений. Эти неорганические материалы содержат токсичные или очень редкие элементы. Кроме того, они обычно жесткие и хрупкие. «Вот почему возрастает интерес к органическим термоэлектрическим материалам», - говорит Костер. Но у этих материалов есть свои проблемы. Оптимальным термоэлектрическим материалом является фононное стекло, которое имеет очень низкую теплопроводность (так, чтобы оно могло поддерживать разницу температур), а также электронный кристалл с высокой электропроводностью (для переноса генерируемого тока). Костер: «Проблема органических полупроводников в том, что они обычно имеют низкую электропроводность».

Тем не менее, более чем десятилетний опыт разработки органических фотоэлектрических материалов в Университете Гронингена привел команду к созданию лучшего органического термоэлектрического материала. Они сосредоточили свое внимание на полупроводнике n-типа, который несет отрицательный заряд. Для термоэлектрического генератора необходимы полупроводники как n-типа, так и p-типа (несущие положительный заряд), хотя эффективность органических полупроводников p-типа уже достаточно высока.

Buckyballs

Команда использовала фуллерены (бакиболлы, состоящие из шестидесяти атомов углерода) с добавленной к ним двойной боковой цепью типа триэтиленгликоля. Для увеличения электропроводности был добавлен n-допант. «Фуллерены уже имеют низкую теплопроводность, но добавление боковых цепей делает ее еще ниже, поэтому материал представляет собой очень хорошее фононное стекло», - говорит Костер. «Кроме того, эти цепочки также содержат легирующую добавку и создают очень упорядоченную структуру во время отжига». Последнее делает материал электрическим кристаллом с электропроводностью, подобной проводимости чистых фуллеренов.

«Мы создали первый электрический кристалл из органического фононного стекла», - говорит Костер. «Но самое интересное для меня - это его термоэлектрические свойства». Они выражаются значением ZT. T относится к температуре, при которой работает материал, в то время как Z включает другие свойства материала. Новый материал увеличивает максимальное значение ZT в своем классе с 0,2 до более 0,3, что является значительным улучшением.

Датчики

«Значение ZT, равное 1, считается коммерчески жизнеспособным, но мы считаем, что наш материал уже может использоваться в приложениях, требующих низкой производительности», - говорит Костер. Например, для питания датчиков требуется несколько микроватт энергии, и они могут быть произведены из пары квадратных сантиметров нового материала. «Наши сотрудники в Милане уже создают термоэлектрические генераторы с использованием фуллеренов с одной боковой цепью, у которых значение ZT ниже, чем у нас сейчас».

По словам Костера, фуллерены, боковая цепь и легирующая добавка легко доступны, и производство нового материала, вероятно, может быть увеличено без особых проблем. Он очень доволен результатами этого исследования. «В статье двадцать авторов из девяти различных исследовательских групп. Мы использовали наши совместные знания в области синтетической органической химии, органических полупроводников, молекулярной динамики, теплопроводности и рентгеноструктурных исследований, чтобы получить этот результат. И у нас уже есть идеи, как еще больше повысить эффективность ».

Поделиться:

Видео о Заводе Светорезерв:


Вопросы, отзывы, комментарии (0)

Нет комментариев

Добавить комментарий

Пожалуйста, оцените!

Читайте также:

Общие сведения о клеммных колодках для безопасного подключения

Медицинские источники питания - особая лига

Рост возможностей мини-светодиодов усиливает конкуренцию за патенты

Велодин Лидар объявляет итоги первого квартала 2020 года публичной компании

II-VI Объединенные отчеты за первый квартал 2021 финансового года Результаты за первый квартал 2021 финансового года II-VI Объединенные отчеты за перв

OSRAM созывает внеочередное общее собрание, на котором утверждаются права контроля и соглашение о передаче прибыли и убытков для АПП

Hannstar приобретает заводы и оборудование HannsTouch за 2,7 млрд тайваньских долларов для развертывания мини- / микро-светодиодов

Навигация по минному полю: патентный анализ ключевых мини-светодиодных технологий

Magna объявляет результаты за третий квартал 2020 года

Технология спектрального зондирования AMS, выбранная специалистом по оптической метрологии ELDIM для профессионального быстрого тестирования на COVID-

Ushio выпустит новый лазерный диод 400 мВт (CW) 404 нм в декабре 2020 года

Лучший голландский футбольный клуб, с которым будет сотрудничать Signify для установки системы дезинфекции UVC

Samsung Display отправляет 100 инженеров в Индию для ускорения строительства заводов по производству OLED-модулей

Широкополосный ИК-светодиод мощностью 74 мВт для телефонной спектроскопии

Черный корпус увеличивает отношение сигнал / шум фотодиода

CMOS-датчик изображения с глобальным затвором для машинного зрения

Cree продает светодиодный бизнес, чтобы сосредоточиться на устройствах и материалах из SiC и GaN

Предупреждающие огни со звуком

Общегосударственная инициатива по сокращению дорожно-транспортных происшествий с помощью экологически чистых технологий интеллектуального автономного

Nanoleaf представляет лампы HomeKit Essentials и Lightstrip

Интернет на основе светового луча Project Taara коммерчески развернут в Африке

Зеркальная гитара Infinity, украшенная светодиодами, осветит ваш день

Hannstar приобретает HannsTouch для развертывания Mini / Micro LED

Сверхбыстрые лазерные эксперименты открывают путь к лучшим промышленным катализаторам

Система без электроэнергии использует испарение, чтобы предметы оставались прохладными

Гигантский шаг к применению антиферромагнитных материалов

Прототип топливомера для орбиты

Экологически чистый метод может снизить затраты на переработку литий-ионных батарей.

Определение микроскопического механизма комбайнов вибрационной энергии

Сверхбыстрые полимерные модуляторы, способные выдерживать тепло

Простой метод производства высокопроизводительных литий-селеновых батарей

Обоснование использования органических циклов Ренкина в рекуперации отработанного тепла

Катализируем мир с нулевым выбросом углерода за счет сбора энергии из живых клеток

Время нового состояния вещества в высокотемпературных сверхпроводниках

Новые экологически чистые материалы могут привести в действие умные устройства, использующие рассеянный свет

Два человека делятся своими крупными победами в приложении фэнтези-футбол, выбирает CES

Система потолочной плитки Ori от Focal Point приглашает специалистов исследовать возвышенный акустический ландшафт

Новый All Jack ™ для повышения производительности при установке деталей

Полностью настраиваемые центры нагрузки ACS / Uni-Fab с предварительной разводкой экономят время, труд и хранение

Eureka представляет звукопоглощающий кулон Quadrant

Кайлер Кил из Encore Wire проехал 500 миль за "Bike for the Light"

Kris-Tech Wire нанимает 4 новых региональных лидера продаж

История пандемии в свете

Исследование Университета Кобе и Ушио: отфильтрованный УФ-С 222 нм как метод дезинфекции

Исследование in vitro показало, что отфильтрованный вдали от ультрафиолетового излучения C эффективно инактивирует вирус COVID

Гэри Тротт из Acuity о дезинфекции с помощью фильтров дальнего ультрафиолетового излучения

Примета Времени: наше место для занятий йогой выбирает дезинфекцию видимым светом

ALA, NEMA и UL объединились, чтобы предложить руководство по УФ-безопасности

LightingEurope призывает к внедрению УФ-C

Падение продаж сегмента освещения LSI на 28%

Подписка на новости

Контактная информация - Светотехнический Завод Светорезерв

    ООО "Светорезерв" 2003-2020 - Светодиодные лампы, светильники и опоры и мачты освещения. Веб-сайт не является основанием для предъявления претензий и рекламаций, информация является ознакомительной. Технические характеристики товаров могут отличаться от указанных на сайте. Производитель и(или) продавец оставляет за собой право в любой момент, без обязательного извещения, вносить изменения в комплектацию, дизайн и характеристики, не ухудшающие качество товара. Все данные, в том числе цвет, форма, функции товара приведены для справки. Фактические характеристики продукта могут отличаться и будут указаны в счете на оплату.