高性能基于纸张的热电发电机来自Cu2SnS3纳米立方体和批量追踪石
Surajit Das1, Bhargab P Mondal1, Priya Ranjan1
1School of Applied and Interdisciplinary Sciences, Indian Association for the Cultivation of Science, Jadavpur, Kolkata 700 032, India.
ACS applied materials & interfaces
|November 27, 2023
概括
这项研究开发了灵活的基于纸张的热电发电机 (PTEGs),使用地球上丰富的铜锡硫化物 (CTS) 纳米立方体. 新型PTEG实现了高输出功率和稳定性,证明了废热能收获的潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 收集能源 收集能源
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 灵活的纸质热电发电机 (PTEG) 具有低成本和环保等优势.
- 由于薄膜形成和材料选择的挑战,目前的PTEG面临功率输出限制.
- 寻求地球上丰富的材料来提高PTEG的性能和可持续性.
研究的目的:
- 为了合成和优化铜锡硫化物 (CTS) 纳米立方体用于p型热电应用.
- 使用CTS和石制造高性能灵活的PTEG.
- 为了评估设备的输出功率,稳定性和废热能收获潜力.
主要方法:
- 通过热注入方法合成CTS纳米立方体.
- 在卡普顿带上使用CTS和木腿制造20对柔性PTEG.
- 热电性质的表征,包括输出功率和通过曲测试的稳定性.
- 有限元模拟以支持实验发现.
主要成果:
- 在 ΔT = 80 K. 达到 2.18 μW (0.85 nW cm-2 K-1) 的高输出功率.
- 经过800个曲周期后,证明了设备稳定性,阻力变化<0.05%.
- 在 ΔT = 20 K 的摩托车尾气热量中成功收获了 ~42 nW.
结论:
- 优化的CTS纳米立方体使高性能灵活的热电发电机成为可能.
- 开发的PTEG表现出卓越的功率输出,稳定性和实际的能量收集能力.
- 这项工作为高效和可持续的热电能源解决方案铺平了道路.
