全球对化石燃料以外替代能源资源的需求由于其消耗的耗竭和环境影响而被放大。最近的评估发现,在能源转化步骤中,全球72%的全球能源消耗损失。1,重大损失被指定为废热,需要回收以提高全球能源可持续性。因此,热电(TE)材料通过将废热转换为电力并作为无噪声和无噪声的固态冷却器来使其成为一种可持续和可靠的能源引起了极大的兴趣。2热电效率取决于功绩的无量纲热电图,ZT = A2σT /κ,其中a,σ,T和κ分别是Seebeck系数,分别是电导率,绝对温度和总导电性。3材料的热电效率可以通过
主题1需要提高热周期,计算和能源存储和运输等过程的效率,这增加了对热量管理的关注,从而扩大了感兴趣的领域,以减少尺寸。在此框架中,基于新概念对更高多功能性和可靠性的新概念的设计对研究和行业引起了极大的兴趣,必须得到计量学可追溯性的支持。作为热通量传感器,热电热电器在灵敏度方面代表了最佳选择。但是,这些设备受到困扰,但是几个缺点,例如它们是刚性结构,其感应区域具有几何约束,并且设备的微型化是有限的。克服这些局限性的一种有希望的方法是基于横向热电效应,特别是金属的NernST效应和非异常的Nernst效应(ANE),实现了主动传感表面。尽管Nernst效应比Seebeck效应要小,
离子热电材料由于其高灵活性和高seebeck系数而引起了人们的关注。然而,它们的不良热电性能和长期处理限制了其实际应用。为了实现异国情调的热电材料,在这里,氧化石墨烯(GO)修饰的丙烯酰胺离子凝胶的设计具有高热电性能和功能高。详细的结构特征证实了Ionogel结构中GO颗粒的均匀分散剂使功率因数为753.0μWm -1 K -2,有希望的ZT值为0.19。此外,准备好的离子热电薄膜表现出极好的功能,可伸缩性和自粘性。由准备的IonogeLefms组装的集成设备可以产生1.32 mW cm-2的最佳输出功率密度,温度差异为20 K,这表明可穿戴电子设备的潜力很大。这项工作为搜索长期,高性能离子热电材料提供了见识。
摘要基于密度功能理论(DFT)筛选新材料特性的高计算需求仍然是对未来几十年过渡到碳中性环境必不可少的清洁和可再生能源技术的强大限制。机器学习以其天生的能力来处理大量数据和高维统计分析。在本文中,使用密度功能理论从高通量计算获得的现有数据集进行了监督的机器学习模型,用于预测无机化合物的Seebeck系数,电导率和功率因数。分析表明,热电特性对有效质量具有很强的依赖性,我们还提出了一个机器学习模型,以预测高表现的热电材料,该模型达到了95%的效率。分析的数据和开发的模型可以通过提供更快,更准确的热电性能预测,从而有助于发现高效的热电材料,从而显着促进创新。
摘要:为了增加电池以进行可持续运输和储能,需要提高锂离子电池的充电和排放能力。为了实现这一目标,描述细胞内部状态的准确数据至关重要。已经得出了几种模型,并报告了这些模型中的运输系数。我们首次报告了一组完整的传输系数,以建模锂离子电池电池三元电解质中的浓度和温度极化,从而使我们能够测试常见的假设。我们包括化学势和温度下的梯度引起的效果。我们发现,由于盐和溶剂极化引起的电压贡献与欧姆损失相同,并且必须考虑到更准确的建模和对电池性能的理解。我们报告了新的Soret和Seebeck系数,并发现与电池研究相关的情况下,热极化很重要。总体上,分析适用于电化学系统。■简介
第三部分 其他资料(更多详情可于教学计划中另行提供) 1. 关键词大纲(列出本课程的主要主题。) ● 材料特性 ● 分析技术概览 ● 显微镜 ● 光谱学 ● 光学显微镜 ● 电子显微镜:扫描和透射 ● 扫描探针显微镜 ● 电子探针微分析 ● X 射线衍射 ● 离子束技术 ● 二次离子质谱法 ● 卢瑟福背散射光谱法 ● 霍尔效应 ● 电容-电压测量 ● 塞贝克效应 ● 分光光度法 ● 光谱椭圆偏振法 ● 调制光谱法 ● 光致发光 ● X 射线光电子能谱法 2. 阅读清单 2.1 必读内容(必读内容可以包括书籍、书籍章节或期刊/杂志文章。城大图书馆还提供电子书、电子期刊。)
对可持续清洁能源的需求推动了热电 (TE) 材料的发展,这种材料可将热能直接转化为电能并实现分布式冷却。[1–3] 能量转换效率通过无量纲性能系数 zT = S 2 σ T / ( κ ele + κ lat ) 来衡量,其中 S 、σ 、T 、κ ele 和 κ lat 分别为塞贝克系数、电导率、绝对温度、电子热导率和晶格热导率。[4–8] 尽管 zT 的表达式看起来很简单,但增加其值却是一项艰巨的任务。具体而言,虽然在半导体中通常获得较高的 S,但在金属中会发现较大的 σ ,而在非晶态材料中会实现较低的 κ lat 。[6,9] 这已经表明优化要求很复杂。显然,相关优化参数 S 、 σ 和 κ ele 紧密相关。这阻碍了 zT 的改善和优质热电材料的识别。因此,
我们研究了由附着在磁绝缘体和金属电极上的单级量子点组成的混合系统的自旋热电特性。磁绝缘体被认为是铁磁类型的,是磁振子的源,而金属铅是电子的储存器。磁绝缘体和金属电极之间的温度梯度会诱导流过系统的自旋电流。产生的磁振子(电)型自旋电流通过量子点转换为电(磁振子)自旋电流。将流过系统的自旋和热流扩展至线性阶,我们引入了基本的自旋热电系数,包括自旋电导、自旋塞贝克和自旋珀尔帖系数以及热导。我们在两种情况下分析了系统的自旋热电特性:在大型点库仑排斥极限下以及当这些相互作用有限时。
材料必须在表现出低的导热率的同时结合高塞贝克系和电导率。3广泛认可了常规无机半导体材料(例如BI 2 SB 3,BI 2 TE 3和PBTE)的进步。2,3与它们的无机柜台相比,进行聚合物有望在废热收集中使用时出色的优势,可享有丰富的可及性,丰富的可用性,成本效益,轻度和固有的低导热率。4 - 6聚(3,4-乙二醇乙烯噻吩):聚(苯甲酸苯甲酸酯)(PEDOT:PSS)是一种导电聚合物,在TE应用中具有有希望的利用特征。这种可商购的聚合物表现出显着的优势,例如水的差异性,良好性,高透明度和易于加工性。7 - 9这些特征有助于其在热电学中的可行材料。但是,应注意,与以前的研究相比,该特定聚合物表现出的TE性能显着降低。10,11
