碳纳米管热电发电机的输出特征 带有滑式基里加米结构的热电发电机
Shingo Terashima1, Yuki Iwasa1, Naoki Tanaka2
1Department of Applied Mechanics and Aerospace Engineering, Waseda University, 3-4-1 Okubo, Shinjuku, Tokyo 169-8555, Japan.
Materials (Basel, Switzerland)
|February 13, 2025
概括
研究人员使用单壁碳纳米管 (SWCNT) 板和kirigami结构增强了热电发生器 (TEG) 的功率. 切割的kirigami的外平面变形显著改善了TEG性能和发电能力.
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:
- 热电发电机 (TEG) 需要显著的温度差异才能有效发电.
- 薄膜热电元件,如单壁碳纳米管 (SWCNT) 板,面临的挑战是由于散热而实现大型平面内温度梯度.
- 通常需要高热绝缘层来创建大量的温度差异,使TEG设计复杂化.
研究的目的:
- 通过利用带有SWCNT板的切割式基里加米结构的外平面变形来改善TEG的发电.
- 研究基里加米结构的外平面变形与基于SWCNT的TEG的输出功率之间的关系.
- 为了评估变化的热电元素对数量对TEG的性能的影响.
主要方法:
- 用 p-n 图案的 SWCNT 板作为薄膜热电材料制造 TEG.
- 整合了一个被切割的kirigami结构,旨在诱导外平面变形.
- 作为外平面变形和TE元素对数的函数的开放电路电压的实验评估.
主要成果:
- 证明了kirigami结构的外平面变形可以增强基于SWCNT的TEG的发电.
- 在不同程度的外平面变形下量化了TEG的输出性能.
- 展示了热电元素对数量对总输出功率的影响.
结论:
- 拟议的kirigami增强的TEG设计有效地改善了SWCNT薄膜的发电.
- 外平面变形是一种可行的策略,用于增强薄膜TE元件的温度梯度.
- 这种方法为开发更高效,更紧的热电发电系统提供了有希望的途径.
