Préparation et évaluation des composites hybrides de carburant chimique et multi-parois des nanotubes de carbone dans l'étude des ondes thermoélectrique

Combustibles chimiques ont une densité énergétique très élevé et ont été largement utilisés comme sources d'énergie utiles dans une large gamme d'applications de microsystèmes à macrosystèmes. ¹ En particulier, de nombreux chercheurs se sont efforcés d'utiliser des combustibles chimiques comme source d'énergie pour la prochaine génération de micro / nanosystèmes technologies basées sur ^deux. Toutefois, en raison de la difficulté à intégrer les composants de conversion d'énergie en très petits espaces en micro / nano, il ya des limites fondamentales à la conversion des combustibles chimiques en énergie électrique. Par conséquent, la combustion de combustibles chimiques a été principalement utilisé pour la production d'énergie chimique ou mécanique dans les micro / nano-dispositifs tels que nanothermites ou microactionneurs ^1,3.

Vagues-une conversion d'énergie thermoélectrique nouvellement développé concept ont attiré une attention considérable en tant que méthode pour convertir l'énergie chimique d'un combustible directement à ène électriqueRGY sans utiliser de composants de conversion. ^4,5 ondes thermoélectrique peuvent être générés en utilisant un composite hybride d'un combustible chimique et d'un matériau micro / nanostructurée. ⁵ Lorsque le combustible chimique à une certaine position dans un composite hybride est allumé, la combustion chimique se produit le long de l'interface entre le combustible et la matière chimique micro / nanostructurée. Simultanément, des changements dynamiques dans potentiels thermiques et chimiques à travers le résultat de matériel micro / nanostructurée de base dans concomitante génération d'énergie électrique induite par transfert de charge sous la forme d'une impulsion de haute tension de sortie. Il a été prouvé que les matériaux micro / nanostructurés diverses comme les nanotubes de carbone multi-parois (MWCNT) ^4-6 et ZnO, ⁷ Bi ₂ Te _3, ⁸ Sb ₂ Te _3, ⁹ et ¹⁰ MnO ₂ matériaux micro / nanostructurés permettent composites hybrides d'utiliser les ondes thermoélectrique et montrer chimico-thermique-électricienconversion d'énergie cal. Plus précisément, les matériaux de base avec un fort coefficient Seebeck permettent la génération de tensions de sortie élevées uniquement à partir de la combustion propagé. Cependant, d'autres paramètres relatifs à composites identiques, tels que le mélange de combustibles chimiques, le ratio masse de carburant / CORE-matériaux, le processus de fabrication et les conditions d'allumage affectent gravement les propriétés globales de vagues thermoélectrique.

Ici, nous montrons comment les procédés de fabrication, la formation d'un combustible chimique alignés, et de ratio masse des matériaux / de base de carburant affectent les performances d'onde thermoélectrique. Sur la base d'une matrice MWCNT fabriqué par dépôt chimique en phase vapeur thermique (TCVD), nous montrons comment un composite hybride d'un combustible chimique et est préparé pour MWCNTs onde de la production d'énergie thermoélectrique. La conception du dispositif expérimental qui permet l'évaluation de la conversion de l'énergie est introduite en même temps que des mesures expérimentales correspondant à des processus tels que propagati de combustionet sur la production d'énergie électrique directe. De plus, nous démontrons que la polarité de distribution-décrit par la tension de sortie de crête dynamique et spécifique détermine fondamentalement la mise sous tension de la conversion d'énergie électrique. Cette étude fournira des stratégies spécifiques pour améliorer la production d'énergie, et vous aidera à comprendre la physique sous-jacentes de vagues thermoélectrique. En outre, le processus de fabrication et expériences décrites ici aideront à étendre les possibilités de recherche sur les ondes thermoélectrique, ainsi que sur la conversion de l'énergie chimique-thermique-électrique.