Preparazione e valutazione dei compositi ibridi di combustibile chimico e multi-walled nanotubi di carbonio nello studio di termoelettrico Waves

Combustibili chimici hanno molto alta densità di energia e sono stati ampiamente utilizzati come fonti energetiche utili in una vasta gamma di applicazioni, dai microsistemi ai macrosistemi. ¹ In particolare, molti ricercatori hanno cercato di utilizzare combustibili chimici come fonte di energia per la prossima generazione di micro / nanosistemi tecnologie basate su ^2. Tuttavia, a causa della difficoltà di integrazione di componenti di conversione di energia in spazi estremamente ridotti in micro / nanodispositivi, ci sono limiti fondamentali per la conversione di combustibili chimici in energia elettrica. Pertanto, la combustione di combustibili chimici è stato impiegato principalmente per la produzione di energia chimica o meccanica in micro / nanodispositivi come nanotermiti o microattuatori. ^1,3

Onde-a termoelettrico conversione energetica di nuova concezione concetto-hanno suscitato notevole attenzione come un metodo per convertire l'energia chimica di un combustibile direttamente ene elettricargy senza utilizzare alcun componente di conversione. ^4,5 onde termoelettrico possono essere generati utilizzando un composito ibrido di un combustibile chimico e di un materiale micro / nanostrutturati. ⁵ Quando viene acceso il carburante chimica in una certa posizione in un composito ibrido, combustione chimica avviene lungo l'interfaccia tra il materiale combustibile chimico e micro / nanostrutturati. Contemporaneamente, cambiamenti dinamici potenziali termici e chimici in micro / nanostrutturati risultato nucleo materiale nella generazione di energia elettrica concomitante indotta da trasferimento di carica nella forma di un impulso di tensione elevata potenza. È stato dimostrato che diversi materiali micro / nanostrutturati come nanotubi di carbonio a parete multipla (MWCNT) ^4-6 e ZnO, ⁷ Bi ₂ Te _3, ⁸ Sb ₂ Te _3, ⁹ e MnO ₂ ¹⁰ materiali micro / nanostrutturati permettono compositi ibridi di utilizzare le onde termoelettrico e mostra chimico-termico-electriconversione di energia cal. In particolare, i materiali di base con un alto coefficiente Seebeck consentono la generazione di tensioni di uscita elevata esclusivamente dalla combustione propagato. Tuttavia, altri parametri relativi ai compositi identici, come la miscela di combustibili chimici, rapporto massa del carburante / nucleo-materiali, il processo di fabbricazione, e le condizioni di accensione influenzano criticamente le proprietà generali delle onde termoelettrico.

Qui, si mostra come i processi di produzione, la formazione di un combustibile chimico allineata, e rapporto di massa di materiali / nucleo carburante influenzano le prestazioni onda termoelettrico. Sulla base di una matrice MWCNT fabbricata da termica deposizione di vapore chimico (TCVD), si mostra come un composito ibrido di un combustibile chimico e MWCNT viene preparato per la generazione di energia delle onde termoelettrico. Esecuzione del setup sperimentale che consente la valutazione della conversione di energia è introdotta insieme alle corrispondenti misure sperimentali per processi come propagati combustioneon e la generazione di energia elettrica diretta. Inoltre, abbiamo dimostrato che la polarità distribuzione descritto dalla tensione di uscita di picco e dinamica specifica determina l'accensione cruciale la conversione di energia elettrica. Questo studio fornirà strategie specifiche per migliorare la produzione di energia, e aiuterà a comprendere la fisica di base delle onde termoelettrico. Inoltre, il processo di fabbricazione e gli esperimenti qui descritti aiuterà ad estendere le opportunità di ricerca sulle onde termoelettrico, nonché sulla conversione dell'energia chimica-termica-elettrica.