自负载WSe2-纳米板/PEDOT-纳米线复合膜的热电特性
Sisi Guo1, Qiufeng Meng1, Jie Qin1
1School of Materials Science and Engineering, Shanghai Institute of Technology, 100 Haiquan Road, Shanghai 201418, China.
ACS applied materials & interfaces
|July 14, 2023
概括
柔性热电复合膜由二硫化物纳米片和聚3,4-乙烯二氧化) 纳米线制成,显示出改善的热电性能. 这一进步使得高效的灵活热电发电成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 收集能源 收集能源
背景情况:
- 开发高效的热电材料对于废热回收和可持续能源解决方案至关重要.
- 导电性聚合物具有可调节的特性,但往往受到低热电性能的影响.
- 无机纳米板提供了增强聚合物基复合材料热电性能的机会.
研究的目的:
- 合成和制造柔性无机纳米板/有机纳米线热电复合膜.
- 研究二硫化物纳米板 (WSe2 NS) 含量对聚-3,4-乙烯二氧化) 纳米线 (PEDOT NW) 复合材料的热电特性的影响.
- 评估这些复合膜在柔性热电发电中的性能.
主要方法:
- 修改自组装的状软模板方法,用于合成PEDOT NWs.
- 用于制造WSe2 NS/PEDOT NW复合膜的真空过技术.
- 电导率的表征,西贝克系数和机械灵活性.
- 一个灵活的热电发电机的制造和测试.
主要成果:
- 电导率从1700~400 S cm-1下降,因为WSe2 NS含量从0~20%增加.
- 随着WSe2 NS含量的增加,Seebeck系数在300K时从12.3增加到23.1μV K-1 .
- 达到 44.5μW m-1 K-2 的峰值室温功率系数,使用 5 wt % WSe2 NS.
- 复合膜表现出良好的机械灵活性,在500个曲周期后,阻力变化为7.1%.
- 一个灵活的热电发电机在28.5K的温度差异下实现了52.1nW的输出功率.
结论:
- 纳入WSe2 NSs有效地增强了PEDOT NWs的热电特性.
- WSe2 NS/PEDOT NW复合膜表现出有希望的热电性能和机械灵活性.
- 这项研究强调了无机纳米板/有机纳米线复合材料在灵活的热电应用中的潜力.
