聚合物/单层碳纳米管纳米复合材料在序列过程中协同作用的相互作用,以提高n型热电性能
Po-Shen Lin1, Jhih-Min Lin2, Shih-Huang Tung3
1Department of Materials Science and Engineering, National Taiwan University, Taipei, 10617, Taiwan.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|October 17, 2023
概括
研究人员使用合聚合物和碳纳米管开发了新的n型热电纳米复合材料. 使用N-DMBI的兴奋剂成功地转换了材料,使得热电发电机的制造具有有前途的输出功率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 能源科学 能源科学
背景情况:
- 结合聚合物和单壁碳纳米管 (SWCNTs) 是热电应用的有希望的.
- 在这些材料中实现稳定的n型热电行为往往会带来挑战.
研究的目的:
- 制造和表征n型热电纳米复合材料,使用与SWCNT混合的纳二胺 (NDI) 或异 (IID) 基聚合物.
- 为了研究4-(2,3-dihydro-1,3-dimethyl-1H-benzimidazol-2-yl) -N,N-dimethylbenzenamine (N-DMBI) 兴奋剂对聚合物/SWCNT纳米复合材料的热电特性的影响.
- 探索这些纳米复合材料在热电设备中的潜力.
主要方法:
- 使用NDI-T1,NDI-T2或IID-T2聚合物和SWCNT制造聚合物/SWCNT纳米复合材料.
- 用N-DMBI进行序列过程剂,以诱导n型热电特性.
- 使用光谱,微观结构和形态分析进行表征.
- 整体p-n热电发电机的制造.
主要成果:
- 所有三种聚合物/SWCNT纳米复合物的成功转化从p型到n型行为通过N-DMBI兴奋剂.
- NDI-T1/SWCNT表现出最高的n型西贝克系数 (-57.7 μV K-1) 和功率因子 (240.6 μW m-1 K-2).
- 使用NDI-T2/SWCNT的整体p-n热电发电机在20K的温度差异下实现了27.2nW的输出功率.
结论:
- N-DMBI是一种有效的剂,用于在聚合物/SWCNT纳米复合材料中实现n型热电性质.
- 选择聚合物和兴奋剂策略显著影响热电性能.
- 这些纳米复合材料显示出实际热电能采集应用的潜力.
