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运用高功能g-C3N4涂层单壁碳纳米管复合薄膜制作柔性热电发电机
时间:2024-01-09 18:28:04 作者: 乐鱼网址

  由p型和n型单壁碳纳米管(SWCNTs)薄膜组成的热电(TE)器材能够搜集废热并将其转化为电能,在为可穿戴电子设备供电方面具有潜在的运用远景。本文,武汉工程大学张云飞、杜飞鹏等研讨人员在《Diamond and Related Materials》期刊宣布名为“High-performance g-C3N4 coated single-walled carbon nanotube composite films for flexible thermoelectric generators”的论文,石墨氮化碳(g-C3N4)选用三聚氰胺高温热解法制备,并别离经过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射图(XRD)证明。然后制备的g-C3N4经过机械混合和真空过滤办法与单壁碳纳米管复合,得到独立的柔性g-C3N4/单壁碳纳米管热电复合薄膜。

  结果表明,g-C3N4经过界面π-π相互作用有效地包覆在SWCNT外表,在SWCNT上包覆了几纳米的g-C3N4层,一起提高了g-C3N4/SWCNT的电导率(σ)和塞贝克系数(S)。当 g-C3N4/SWCNT 的质量比为 2.5 % 时,g-C3N4/SWCNT 在室温下的最佳功率因数值为 163.0 ± 1.0 μW m-1 K-2,σ 为 702.6 ± 1.6 S cm-1,S 为 48.2 ± 0.2 μV K-1。最终,制作了一个由三对p-n结组成的自供电TE器材,实践输出功率约为1.13 μW,温差为50 K。因而,本研讨供给了一种直接的办法来增强单壁碳纳米管的热电功能,可用于柔性发电机。

  图 1:(a)g-C3N4 的组成原理图和相片;(b)g-C3N4/SWCNT 复合薄膜的制备原理图、(c)外观和(d)柔韧性。

  图6:(a)TE 设备的结构示意图和(b)相片;(c)设备两头在不同温差下发生的电压和电流;(d)温差为 50 K 时模块的电压/电流和功率/电流曲线。

  本作业提出了一种运用机械混合和真空过滤办法制备独立柔性g-C3N4涂层单壁碳纳米管复合膜(g-C3N4/SWCNT)的简略办法。

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