可伸缩和耐用的基于纤维素的细菌热电池,具有改善的热电密度,用于低度的热收获

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.
• 电化学 电化学 电化学

背景情况:

• 低级热量是丰富的,但未得到充分利用.
• 凝状态热电池 (GTC) 提供了直接将热能转化为电能的潜力.
• 现有的GTC具有较低的离子导电性和不良的机械稳定性,限制了它们的应用.

研究的目的:

• 设计一种基于细菌纤维素 (BC) 的网络,以提高GTC的性能.
• 为了提高GTC的热力和机械性能.
• 创建一个耐用和高效的系统,以收集低质量的热量.

主要方法:

• 细菌纤维素 (BC) 纳米纤维-宏分子纠网络的制造.
• 将BC网络集成到凝状态热电池 (GTC) 中.
• GTCs的Seebeck系数,离子导电率和输出功率密度的表征.

主要成果:

• 开发的BC-GTC表现出3.84 mV K-1的Seebeck系数和108.5 mS cm-1的离子导电性.
• 实现了高特异性输出功率密度为1760μW m^-2 K^{-2,超过了现有的大部分文献.}
• 15个相互连接的BC-GTC单元在65K的温度梯度下产生3.35V,为电子设备供电.

结论:

• 基于BC的网络有效地平衡了GTC中的热力和机械性能.
• 这种方法为开发高性能,持久的GTC提供了有希望的途径,以实现可持续的能源采集.
• 改进的GTC显示了使用环境热来供电低功耗电子设备的实际潜力.