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湿度稳定的热电混合材料朝向自有权力的三重传感系统
对最常见的物理刺激的高度敏感和抗湿度的检测对于实时监测中的实际应用至关重要。在这里，据报道，一种简单而有效的策略可以达到高度湿度稳定的杂种复合材料，该复合材料能够同时且准确的压力和温度传感在单个传感器中。改善的电子性能是由于POLE（3，-4-甲基二氧二苯乙烯）（PEDOT）的平面性提高以及Pe-dot之间的电荷转移：聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT：PSS）和多壁碳纳米管（CNT）（CNTS）通过强效应强度的相互作用。杂交复合材料中强大的形态引起的首选电子途径是高湿度稳定性的原因。这项研究还表明，该传感器对智能对象识别具有巨大的作用，高度为97.78％。以及摩尔电纳米生成剂（TENG）的位置检测能力，在智能分类方面，在不看到三重传感系统的潜在工业应用方面具有优势。
利用热电发电机为可穿戴健康监测传感器供电的能量收集面罩
简介：近几十年来，人们对可穿戴设备的兴趣与日俱增，因为它们能够远程实时监测患者的生命体征 [1]。大多数可穿戴设备的功能仅依赖于电池供电。为了解决这一限制，必须开发出对可穿戴设备非常高效的能量收集系统 [2]。能量收集是收集、转换和输送任何设备可用能量的系统过程。近年来，研究人员已经展示了各种类型的机械能量收集器作为可穿戴平台，包括高度可拉伸的压电能量收集器 [3, 4]、柔性压电纳米发电机 [5, 6] 和基于皮肤的摩擦电纳米发电机 [7]。此外，热能也可以成为可穿戴能量收集应用的可靠来源，因为它的温度恒定在 37°C 左右 [2]。热电发电机 (TEG) 的工作原理是塞贝克效应，可以有效地将设备热侧和冷侧之间的热梯度转换为电能 [8, 9, 27]。人体是一个持续的热量发生器，人体和周围环境之间通常存在温差 [10]。较低的环境温度、空气对流或佩戴者活动较多可以显著增加所收集的能量 [11]。如果 TEG 可以收集人体释放的所有热量（根据身体活动不同，热量范围从 60 到 180 W），则产生的功率将在 0.6–1.8 W 左右 [12]。这个功率足以为许多可穿戴传感器提供能量。近年来，还开发了柔性 TEG，例如 Ren 等人报道的自修复 TEG 系统 [13]。可穿戴热电技术的显著现代应用包括但不限于手表式热电和血氧仪、柔性热电心电图检测器、热电助听器、温度检测设备和智能服装系统 [14]。可穿戴和可植入设备领域（包括生物医学传感器）因其在健康监测、疾病预防、诊断和治疗中的关键应用而引起了人们的极大兴趣 [15]。研究人员展示的可穿戴生物医学传感器技术的最新进展包括但不限于被动无线呼吸传感器、耳内脑电图系统和用于闭环深部脑刺激的无线唤醒/睡眠识别腕带 [16–18]。然而，电池的有限容量和相当大的物理尺寸分别对其寿命和整体尺寸造成了限制。Dagdeviren 等人（2017 年） [19] 和 Zhang 等人（2018 年） [20]。 （2021）[20] 表明从生物体中获取能量是一个可行的解决方案，主要强调自供电生物医学设备的开发。
建筑和工业部门的分布式发电、电池存储和热电联产系统特性和成本
图 3-6。美国平均电池存储历史 O&M 成本数据（$/kW-yr-DC，2022 年 $）按客户部门划分 ............................................................................................................................. 37 图 3-7。固定式储能电池化学市场份额及预测所有部门，2015-2030 年 ................................................................................................................................... 46 图 4-1。美国平均住宅分布式风电项目成本数据（2015-2022 年，2022 年 $） ...................................................................................................................... 52 图 4-2。美国平均小型商业分布式风电项目成本数据（2012-2022 年，2022 年 $） .................................................................................................................................... 53 图 4-3。美国平均中型商业分布式风电项目成本数据（2012-2022，2022 年美元） ............................................................................................................................................. 53 图 4-4。美国平均大型商业分布式风电项目成本数据（2012-2022，2022 年美元） ............................................................................................................................. 54 图 4-5。2013 年美国本土的年度日平均互补性（以皮尔逊相关系数表示） ............................................................................. 56 图 5-1。美国平均家用燃料电池系统资本成本（美元/千瓦-交流电，2022 年美元） ................................................................................................................................................ 61 图 5-2。美国商用燃料电池系统平均资本成本（美元/千瓦时-AC，2022 年美元） ........................ 62 图 5-3。美国家用燃料电池系统平均 O&M 成本（美元/千瓦时，2022 年美元） ........................ 63 图 5-4。美国商用燃料电池系统平均 O&M 成本（美元/千瓦时，2022 年美元） ........................ 63 图 5-5。太阳能光伏 + 燃料电池混合能源系统图 ............................................................................. 65 图 5-6。使用 M2FCT 开发的催化剂的膜电极组件性能测试结束进展，2021-2023 年 ............................................................................................................. 67 图 6-1。美国年度商业热电联产安装量（2012-2022 年） .............................................................. 70 图 6-2。美国年度工业热电联产安装量（2012-2022 年） .............................................................. 71 图 6-3。美国平均商业热电联产系统资本成本（美元/千瓦时，2022 美元）.................................... 80 图 6-4。美国平均工业热电联产系统资本成本（美元/千瓦时，2022 美元）........................ 81 图 6-5。美国平均商业热电联产系统运营和维护成本（美元/千瓦时，2022 美元）........................ 82 图 6-6。美国平均工业热电联产系统运营和维护成本（美元/千瓦时，2022 美元）........................ 82 图 7-1。按行业部门按数量和兆瓦-交流划分的热电联产系统数量和总容量... 89 图 7-2。制造业热电联产系统数量和总容量（按数量和 MW-AC 划分）（按 3 位数 NAICS）............................................................................................................. 90 图 7-3。热电联产系统数量和总容量：按数量和 MW-AC 划分的前 10 个五位数 NAICS 行业............................................................................................................. 91 图 7-4。电池存储的年度和累计市场预测 ............................................................................. 96
双壁和传统 K 型和 N 型热电偶的热电稳定性
摘要 矿物绝缘金属护套 (MIMS) 贱金属热电偶在其使用寿命内会因高温使用和冶金变化而发生热电漂移，从而引起虚假测量误差。CCPI Europe Limited 和剑桥大学设计了一种带有额外内护套的 MIMS 热电偶，以保护热电元件免受导致热电漂移的影响。六个不同的国家计量机构 (NMI) 使用两种不同的测试方案评估了这些双壁热电偶以及传统的 N 型和 K 型热电偶的性能：1200 ◦ C 下的恒温测试和 300 ◦ C 和 1150 ◦ C 之间的热循环测试。调查表明，在两种测试方案中，与传统热电偶相比，N 型双壁热电偶的热电漂移均显着降低约三倍。 K型双壁热电偶和传统K型热电偶在恒温试验中没有显著差异，K型双壁热电偶在热循环试验中表现出比传统热电偶更大的漂移，但传统K型热电偶的坚固性不如双壁K型热电偶。本文给出的结果代表了对双壁热电偶和传统热电偶的热电稳定性的公正评估，可为潜在的u提供保证
绝热横向热电转换通过人工倾斜多层的热电流操纵增强
我们在现象学上制定并在实验上观察到通过人工倾斜多层（ATML）中的热电流重新定位增强了绝热的热电转换。通过交替堆叠具有不同导电性的两种材料，并相对于纵向温度梯度旋转其多层结构，诱导导热性张量中的非分子分量。这种非对角线热传导（ODTC）在绝热条件下产生有限的横向温度梯度，并在绝热条件下产生了seebeck效应诱导的热电器，该温度是由异热横向热电器上置于由外diagonal驱动的热量热电器上的。在这项研究中，我们计算和观察包括热电CO 2 MNGA Heusler合金和BI 2-A SB A TE 3化合物的ATML中的二维温度分布以及所得的横向热电器。通过将倾斜角从0°更改为90°，横向温度梯度显然出现在中间角度，横向热电图在CO 2 MNGA/BI 0.2 MNGA/BI 0.2 SB 1.8 TE 3 te 3 te 3 te的ATML中以45°的倾斜度为45°的ATML，均来自45°的贡献。这种从ODTC得出的混合动作导致横向热电转化率最大降低效率的显着差异从等热极限的3.1％到绝热极限的8.1％。
杂交太阳能加热的厌氧消化系统用于电和热电联产
可再生能源（RES）主要由太阳能，风，生物量，水力发电，地热和潮汐能组成。这些能量被称为可再生，因为它们是自然，清洁且取之不尽的[1]。在过去的几十年中，由于化石燃料储量迅速和气候变化的关注，全球范围内的重点一直转移到RES作为能源发电的手段[2]。但是，由于自然资源的间歇性质（例如，太阳和风），低效率（相对于化石燃料）以及可再生能源技术（RET）的昂贵部署成本，因此向可再生能源的过渡并不像它所需的那样无缝[3]。生物量目前是为了克服这些修复的尝试，因为它比常规RET较低，效率更低，并且独立于自然资源[4]。有两种主要方法可以利用这种可再生能源，即燃烧和厌氧消化（AD）。燃烧是通过燃烧生物块（有机废物）和热量形式恢复能量的，可直接用于加热或进一步转化为电力。至于AD，它涉及有机物的生物降解（农产品，纸废物等）在没有氧气的情况下，细菌（可通过添加动物粪便或市政废水提供）。 这种生物学过程允许以沼气（甲烷和二氧化碳的混合物）的形式恢复能量。 与燃烧相比，AD为草本生物量提供了出色的势能，如[5]中报道。。这种生物学过程允许以沼气（甲烷和二氧化碳的混合物）的形式恢复能量。与燃烧相比，AD为草本生物量提供了出色的势能，如[5]中报道。广告过程已被证明是生产能量的一种可靠且可持续的方法，
屏幕打印的柔性热电发电机，带定向热收集设计
使用SN-3AG-0.5 Cu合金将BI 0.5 SB 1.5 TE 3热电（TE）元件直接焊接到Cu电极。界面是声音，粘结强度令人满意（8.6 MPa）。然而，在150 C的高温存储（HTS）测试中，焊料层迅速耗尽了300 h和600 h，粘结强度大幅降至1.5 MPa。通过在TE元件上的电压层电压层进行电镀，尽管导致低粘结强度为1.9 MPa。在BI 0.5 SB 1.5 TE 3元件上添加富含SN的薄膜和Ni屏障层导致高粘结强度为12.1 MPa，仅在150°C的HTS可靠性测试1000 h后仅略微降低。 BI 0.5 SB 1.5 TE 3 / CU接头的声音接口即使在175 C下HTS后仍保持其稳定性1000 h。
空间核电源组合热离子系统的热电转换性能
热电转换系统作为空间核电源系统的关键之一，对空间核电源的开发与应用具有重要意义。热离子热电转换系统是一种极具发展潜力的热电转换技术，其设备简单、结构紧凑，但其转换效率受到热离子能量转换器固有特性的限制，为了提高热离子能量转换器的转换效率，将热离子能量转换器与热电发电机耦合起来。本文以热电子-热电发电机为研究对象，利用现有公式对热电子-热电发电机模型进行热力学分析与计算，并在此基础上选取合适的参数，优化系统性能。
非晶态 TiNiSn 薄膜在热电应用中具有机械柔韧性
热电设备将热量转化为电能，不会产生温室气体排放，并有可能作为可穿戴设备的能源。目前的努力重点是设计既具有高转换效率又具有机械灵活性的材料。半赫斯勒材料（例如 TiNiSn）表现出良好的化学稳定性和热电效率，但它们固有的脆性对柔性设备的应用构成了挑战。在这里，TiNiSn 薄膜在室温下通过直流磁控溅射沉积，以研究它们对柔性设备应用的弯曲响应。因此，考虑了不同的基材：Si、Kapton、丝绸和打印纸，而 Si 被用作参考。分别采用能量色散 X 射线光谱和广角 X 射线散射分析沉积薄膜的成分和结构。通过扫描电子显微镜检查薄膜形态。此外，还采用密度泛函理论 (DFT) 探索柔性基板与非晶态 TiNiSn 之间的界面，并计算柯西压力，这是延展性/脆性行为的关键指标。非晶态 TiNiSn 薄膜对柔性 Kapton、丝绸和纸基板表现出良好的粘附性。施加机械载荷，即弯曲至 154 ◦，以评估裂纹形成，仅在 78 ◦ 和 154 ◦ 处出现少量裂纹，从而表明具有一定程度的柔性。DFT 数据支持这些发现，显示非晶态 TiNiSn 与柔性基板单体之间的粘附强度中等。计算出的柯西压力为 30 GPa，表明 TiNiSn 在非晶状态下具有延展性。因此，替代其他耗时的合成方法、消除对高温的需求以及提供对各种基板具有良好粘附性的无毒且经济高效的材料是非晶态 TiNiSn 薄膜成为柔性热电装置的良好候选材料的原因。