分散稳定的碳素甲基纤维素/单层碳纳米管复合材料用于水处理有机热电器

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术 纳米技术
• 能源转换 能源转换

背景情况:

• 碳纳米管 (CNT) 对印刷热电材料 (TE) 是一个有前途的产品.
• 散不稳定性和CNT的不良打印能力阻碍了实际应用.
• 开发稳定,可加工的基于CNT的TE材料至关重要.

研究的目的:

• 研究可用水处理的碳素甲基纤维素 (CMC) 和单壁碳纳米管 (SWCNT) 复合物的热电特性.
• 评估CMC-SWCNT分散的可打印性和薄膜质量.
• 为了证明CMC/SWCNT薄膜在有机热电发电机 (TEG) 中的潜力.

主要方法:

• 使用水基加工制造CMC-SWCNT复合膜的制造.
• 显微镜分析以评估薄膜的统一性和形态.
• 热电性质的表征:电导率,西贝克系数,功率因子和热导率.
• 用水处理的有机TEGs的制造和测试.

主要成果:

• CMC的整合导致了统一和光滑的SWCNT片,并改善了打印能力.
• 该复合材料的功率系数为73μW m-1 K-2,电导率为≈1600 S cm-1和Seebeck系数为≈21 μV K-1.1.
• 获得了低导热率 (≈25 W m−1 K−1) 和在353.15 K的最大功率 (zT) 为1.54 × 10−3.
• 通过使用CMC/SWCNT薄膜成功展示了水处理的有机TEG.

结论:

• 在热电应用中,CMC提高了SWCNT的分散稳定性和可打印性.
• 这种CMC/SWCNT复合材料表现出有前途的热电性能,适用于印刷设备.
• 这项工作为开发可持续的,可用水处理的有机热电材料和设备提供了途径.