Подготовка и оценка гибридный композитов химического топлива и многослойных углеродных нанотрубок в исследовании термоэдс волн

Химические топлива имеют очень высокую плотность энергии и широко используются в качестве полезных источников энергии в широком диапазоне применений: от микросистем, чтобы макросистем. ¹ В частности, многие исследователи пытались использовать химические виды топлива в качестве источника энергии для следующего поколения микро / наносистем -based технологии. ² Тем не менее, из-за трудностей в интеграции компонентов преобразования энергии в крайне малых пространств в микро / наноустройств, существуют фундаментальные ограничения на преобразования химического топлива в электрическую энергию. Следовательно, горение химических топлив в основном были использованы для производства химического или механической энергии в микро / наноустройств, таких как nanothermites или microactuators. ^1,3

Термоэдс волны-недавно разработанный преобразования энергии концепт-привлекли значительное внимание как метод для преобразования химической энергии топлива непосредственно в электрическую енаRGY без использования каких-либо конвертирования компонентов. ^4,5 термоэдс волны могут быть получены с использованием гибридного композитного химического топлива и микро / наноструктурного материала. ⁵ При химическом топливе в определенном положении в гибридном композитный воспламеняется, химической сгорания происходит вдоль Интерфейс между химического топлива и микро / наноструктурного материала. Одновременно, динамические изменения в термических и химических потенциалов по всей основной микро / наноструктурированного материала результате в сопутствующей поколения электрической энергии, вызванной переносом заряда в виде импульса напряжения высокой выходной. Было доказано, что различные микро / наноструктурированные материалы, такие как многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ) ^4-6 и ZnO, ⁷ Bi ₂ Te _3, ⁸ Sb ₂ Te _3, ⁹ и МпО ₂ ¹⁰ микро / наноструктурные материалы позволяют гибридные композиты использовать термоэдс волны и показать Химико-термическая-Electriкал преобразования энергии. В частности, основные материалы с высоким коэффициентом Зеебека включить генерацию высокого выходного напряжения исключительно из распространяется сгорания. Тем не менее, другие параметры, относящиеся к одинаковым композитов, таких как смеси химических видов топлива, массовом соотношении топливо / ядро-материалов, производственного процесса, а также условий воспламенения критически влияет на общие свойства термоэдс волн.

Здесь мы покажем, как производственные процессы, формирование унифицированной химического топлива, а массовое соотношение топлива / основных материалов влияет на производительность термоэдс волны. На основе МУНТ массива, изготовленного путем осаждения из газовой фазы термическим (TCVD), показано, как гибридный композитный химического топлива и MWCNTs подготовлен для выработки энергии термоЭДС волны. Конструкция экспериментальной установки, что дает оценку преобразования энергии вводится вместе с соответствующими экспериментальных измерений для процессов, таких как propagati сгоранияна и прямой поколение электрической энергии. Более того, мы показали, что полярность распределения описанного динамическим выходного напряжения и конкретных пиковой мощности, в решающей степени определяет электрическую преобразование энергии. Это исследование даст конкретные стратегии для повышения производства энергии, а также поможет в понимании глубинных физических термосиловых волн. Кроме того, производственный процесс и эксперименты описаны здесь, поможет в расширении возможности для проведения исследований термоэдс волн, а также на химико-термической электрическое преобразование энергии.