据国外媒体报道,日本东京都市大学(2020年4月起更名为东京都市大学)的科学家用排列整齐的“金属”碳纳米管制成了一种器件(热电器件),可以将热能转化为电能,输出功率高于纯半导体碳纳米管(CNT)随机网络制成的器件。这种新设备不需要平衡半导体的电导率和电压,比同类产品好很多,而且大功率热电器件可以为更有效地利用余热铺平道路。
(图片来源:东京,首都大学)热电装置可以直接将热能转化为电能。在日常生活中,空调、汽车发动机甚至人体热量排出的废气通常都会被浪费掉。如果这样的能量能够被回收利用,将是革命性的,在一定程度上推动可穿戴电子设备和光电设备的发展。这类设备佩戴在皮肤上,由体温提供能量,如体热灯、智能手表等。当温度形成梯度(有温差)时,热电器件的输出功率会受到器件的电导率和塞贝克系数(代表在一定温差下产生的电压)的影响。问题是Zeebek系数和电导率之间存在权衡关系。当器件的电导率增加时,Zeebek系数会降低。为了产生更多的能量,这两个方面都需要改进。半导体材料通常被认为是高性能热电器件的最佳选择,但东京首都大学Kazuhiro Yanagi教授领导的团队选择了“金属”CNT。与纯半导体CNT不同,金属CNT的电导率和Zeebek系数可以同时增强,从而打破了两者之间的权衡关系。该团队进一步证明,这种独特的特性源于材料的一维金属电子结构。此外,研究人员可以调整金属CNT的方向,输出功率是随机取向的纯半导体CNT的5倍。高性能热电元件不仅可以使人们利用体温为智能手机供电,还可以用于生物医学,在未来的日常生活中发挥重要作用。据国外媒体报道,日本东京都市大学(2020年4月起更名为东京都市大学)的科学家用排列整齐的“金属”碳纳米管制成了一种器件(热电器件),可以将热能转化为电能,输出功率高于纯半导体碳纳米管(CNT)随机网络制成的器件。这种新设备不需要平衡半导体的电导率和电压,比同类产品好很多,而且大功率热电器件可以为更有效地利用余热铺平道路。
(图片来源:首都大学东京)热电装置可以直接将热能转化为电能。在日常生活中,空调、汽车发动机甚至人体热量排出的废气通常都会被浪费掉。如果这样的能量能够被回收利用,将是革命性的,在一定程度上推动可穿戴电子设备和光电设备的发展。这类设备佩戴在皮肤上,由体温提供能量,如体热灯、智能手表等。当温度形成梯度(有温差)时,热电器件的输出功率会受到器件的电导率和塞贝克系数(代表在一定温差下产生的电压)的影响。问题是Zeebek系数和电导率之间存在权衡关系。当器件的电导率增加时,Zeebek系数会降低。为了产生更多的能量,这两个方面都需要改进。半导体材料通常被认为是高性能热电器件的最佳选择,但东京首都大学Kazuhiro Yanagi教授领导的团队选择了“金属”CNT。与纯半导体CNT不同,金属CNT的电导率和Zeebek系数可以同时增强,从而打破了两者之间的权衡关系。研究小组进一步证明了这种独特的特征源于……rom材料的一维金属电子结构。此外,研究人员可以调整金属CNT的方向,输出功率是随机取向的纯半导体CNT的5倍。高性能热电元件不仅可以使人们利用体温为智能手机供电,还可以用于生物医学,在未来的日常生活中发挥重要作用。
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