热电超细纤维的可加工性通过可穿戴电子产品的电子旋转
Elena Ewaldz1, Joshua M Rinehart1, Madison Miller1
1School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, 711 Ferst Drive, Atlanta, Georgia 30332, United States.
ACS omega
|August 28, 2023
概括
研究人员开发了用于导电聚合物纤维的先进电技术,为可穿戴电子产品中的高性能热电织品铺平了道路. 这一突破使得有效的身体热量收集用于发电.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 收集能源 收集能源
背景情况:
- 聚合物热电发生器 (TEG) 是可穿戴电子产品的前景,将体温转化为电力.
- 纤维比薄膜具有舒适性的优势,但往往缺乏足够的导电性.
- 电超细纤维对高性能导电聚合物提出了挑战.
研究的目的:
- 为应对热电织品电导聚合物的加工挑战.
- 为TEG应用开发n型和p型导电聚合物纤维.
- 为了实现与基于纤维的TEG中的聚合物薄膜相提并论的性能.
主要方法:
- 优化溶液配方用于电PEDOT:PSS (p型) 和多聚 (NiETT) /PVA (n型) 聚合物.
- 使用电制成的超细纤维无布地毯.
- 电纤维的电导率和功率因子的特征.
主要成果:
- 在p型PEDOT:PSS纤维中实现了3S/cm的导电率和0.1μW/mK2的功率系数.
- 成功创建了第一个n型聚乙烯 (NiETT) /PVA电纤维,导电率为0.11 S/cm,功率系数为0.0036 μW/mK2.
- 通过电旋转证明了通过电旋转生产高性能热电纤维的可行性.
结论:
- 克服了用于导电聚合物的电挑战,使高性能热电纤维成为可能.
- 开发的纤维在实现与薄膜性能相匹配的基于织品的TEG方面取得了重大进展.
- 这项工作验证了创建超细热电纤维的有效性,包括新型聚乙烯 (NiETT) /PVA.
