Voorbereiding en evaluatie van Hybrid Composites van chemische Brandstof en multi-walled koolstof nanobuisjes in de studie van thermokracht Waves

Chemische brandstoffen hebben een zeer hoge energiedichtheid en zijn op grote schaal gebruikt als nuttige energie bronnen in een breed scala van toepassingen van microsystemen te macrosystemen. ¹ In het bijzonder hebben veel onderzoekers getracht chemische brandstoffen te gebruiken als bron van energie voor de volgende generatie micro / nanosystemen gebaseerde technologieën. ² echter vanwege problemen integreren WARMTEWISSELAARS in zeer kleine ruimten in micro / nano-devices, er fundamentele beperkingen op de omzetting van chemische brandstoffen in elektrische energie. Daarom is de verbranding van chemische brandstoffen voornamelijk gebruikt voor de productie van chemische of mechanische energie in micro / nanodevices zoals nanothermites of actuatoren. ^1,3

Thermokracht golven-nieuw ontwikkelde energieconversie-begrip hebben aanzienlijke aandacht getrokken als een werkwijze voor het omzetten van chemische energie van een brandstof rechtstreeks elektrisch eneRGY zonder enige conversie componenten. ^4,5 thermokracht golven worden gegenereerd met een hybride composiet van een chemische brandstof en een micro / nanostructuur materiaal. ⁵ Bij de chemische brandstof op een bepaalde positie in een hybride composiet ontstoken, chemische verbranding plaatsvindt langs de interface tussen de chemische brandstof en micro / nanostructuur materiaal. Tegelijkertijd dynamische veranderingen in thermische en chemische potentialen over de kern micro / nanostructuur materiaal resultaat bij gelijktijdig elektrische energieopwekking geïnduceerd door ladingsoverdracht in de vorm van een high output voltage pulse. Het is bewezen dat diverse micro / nano-gestructureerde materialen, zoals multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) ^4-6 en ZnO, ⁷ Bi ₂ Te _3, ⁸ Sb ₂ Te _3, ⁹ en MnO ₂ ¹⁰ micro / nano-gestructureerde materialen toestaan ​​hybride composieten om thermokracht golven te benutten en te laten zien chemisch-thermische-electrical omzetting van energie. Specifiek, kernmaterialen met een hoge Seebeck-coëfficiënt in staat de generatie van hoge uitgangsspanningen uitsluitend uit gepropageerd verbranding. Echter, andere parameters met betrekking tot identieke samenstellingen, zoals het mengsel van chemische brandstoffen massaverhouding brandstof / kern-materiaal, het fabricageproces en ontstekingsvoorwaarden kritische invloed op de algehele eigenschappen van thermokracht golven.

Hierin laten we zien hoe de productieprocessen, de vorming van een uitgelijnde chemische brandstof, en massaverhouding van brandstof / kernmaterialen invloed thermokracht golf prestaties. Op basis van een MWCNT matrix vervaardigd door thermische chemische dampafzetting (TCVD), laten we zien hoe een hybride composiet van een chemische brandstof en MWCNTs wordt voorbereid thermokracht golven energieopwekking. Ontwerp van de experimentele opstelling die de evaluatie energieconversie mogelijk wordt ingebracht samen met de betreffende experimentele metingen voor zoals verbranding propagatiop en directe elektrische energie opwekking. Verder tonen we aan dat polariteit distributie beschreven door de dynamische uitgangsspanning en specifieke piekvermogen-bepalend is de elektrische energieconversie. Deze studie zal specifieke strategieën te verstrekken aan de opwekking van energie verbeteren, en zal helpen bij het begrijpen van de onderliggende fysica van thermokracht golven. Bovendien zal het productieproces en de experimenten die hier beschreven te helpen bij de uitbreiding van mogelijkheden voor onderzoek op thermokracht golven, alsmede op chemisch-thermisch-elektrische energie conversie.