通过优化rGO减少,提高了P(VDF-TrFE) /rGO薄膜的热电纳米发电机性能
Hafiz Muhammad Abid Yaseen1, Sangkwon Park1
1Department of Chemical and Biochemical Engineering, Dongguk University, 30 Pildong-ro 1-gil, Jung-gu, Seoul 04620, Republic of Korea.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|November 26, 2024
概括
这项研究优化了在柔性薄膜中使用减少的氧化石墨烯 (rGO) 的火电纳米发电机 (PyNG). 优化的rGO减少可以提高可穿戴设备的能量收获.
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:
- 热电纳米发电机 (PyNG) 将热能转化为电能,有可能用于可穿戴设备.
- 聚乙烯化物-共三乙烯 (P(VDF-TrFE)) 纳米复合膜具有减少的氧化石墨烯 (rGO) 提供灵活性和良好的电气性能.
研究的目的:
- 调查rGO减少程度对基于P(VDF-TrFE) /rGO的PyNG的性能的影响.
- 优化PyNG性能,用于增强能源采集应用.
主要方法:
- 减少的石墨烯氧化物 (rGO) 通过使用各种减少剂和条件来制备.
- rGO使用XPS,FT-IR,XRD和导电量测量进行了表征.
- 使用Langmuir-Schaefer技术制造P(VDF-TrFE) /rGO纳米复合膜,并组装和测试PyNG设备.
主要成果:
- 更高的rGO减少导致电导率增加,改善PyNG性能 (更高的APC和p值).
- 确定了一个最佳的rGO导电率,超出该导电率后,性能略有下降,由Maxwell-Wagner效应解释.
- 性能最好的PyNG实现了3.85mW/cm2的能量密度和334μC/m2·K的火电系数 (p), ΔT=20°C.
结论:
- 减少rGO的程度极大地影响PyNG性能,具有最大能收获的最佳导电范围.
- 与现有文献相比,开发的PyNG表现出卓越的性能,这表明微电子和可穿戴设备的巨大潜力.
- 操作温度范围的进一步增加与增强的PyNG性能正相关.
